麻省理工學院的工程師們開發了一種混合推進系統，將化學推進器的強大推力與電推進的燃料效率相結合，這一組合有望改變小型衞星在軌道上的性能。該系統專為立方衞星和其他大小約如公文包的小型衞星設計，這類航天器在商業和科學部署中快速增長，但長期以來受到單一推進模式的限制。
傳統的化學推進器通過燃燒或分解推進劑迅速產生高推力，適合快速的軌道變更。電推進器，例如離子引擎或霍爾效應引擎，則利用電磁場以高速度排放離子化推進劑，每單位推力消耗的燃料遠低於化學推進器，但產生的推力水平較低。根據研究人員的説法，麻省理工學院的系統能在共享推進劑供應的情況下，在這兩種模式之間運行。
當需要快速的軌道操作，例如躲避太空垃圾或迅速重新定位時，系統會使用化學模式。而在進行較慢的精細調整，如保持軌道或編隊飛行時，則切換至電模式以節省推進劑。如何在不攜帶兩個獨立推進劑罐的情況下切換模式，成為該團隊所面對的核心工程挑戰。將此能力融入適合小型衞星的體積中，使設計特別受限。
麻省理工學院的混合推進系統提升小型衞星性能
小型衞星在低地球軌道面臨一系列特定的軌道力學問題。在大約 600 公里（373 英里）以下的高度，氣氛阻力足以使軌道在幾個月或幾年內衰減，而不進行定期的重推燒。與此同時，精確的編隊飛行——這對分佈式感測或合成孔徑雷達陣列是必需的——要求精細的推力控制，而化學系統難以乾淨地提供這一需求。至今，操作人員通常需要在一種能力與另一種能力之間作出選擇，或者接受攜帶兩個獨立推進子系統的質量和複雜性。
對於一個可能僅重幾公斤的航天器來説，這種取捨對任務設計有著實際影響。
對可重啟固體火箭推進器概念的研究代表著對更靈活的小型航天器推進的平行探索，雖然該工作的重點是固體推進劑系統，而非目前在立方衞星平台中更常見的液體或電噴推進方法。
麻省理工學院的團隊目前正在進行原型的地面測試。到目前為止，研究人員尚未在公開文檔中發布每種模式的具體脈衝數據或推力測量，但該項目的重點是展示單一推進劑架構如何支持兩種操作模式的脈衝要求。具體脈衝——一種類似於汽車燃料經濟性的推進劑效率測量，通常以秒錶示——是目前正在管理的核心權衡。
混合推進系統或將改變小型衞星的任務範疇
化學推進器通常達到的具體脈衝值在 150 至 300 秒之間。電推進器的具體脈衝值可以達到 1,000 至 3,000 秒或更高，具體取決於設計。混合系統在化學模式下必然在中間值運行，這意味著電模式下的效率增益必須抵消在高推力燃燒期間消耗的推進劑。推進劑的選擇對於發射時的安全性和處理也至關重要。許多小型衞星操作商更喜歡無毒、可儲存的推進劑，這些推進劑在發射台上不需要特殊處理，這一限制縮小了系統設計者可用的化學選擇。
如果該推進架構在軌道上證實有效，則可能使小型衞星能夠執行目前僅限於較大、更昂貴航天器的任務輪廓。迅速的垃圾避讓、針對目標區域的快速重新定位以及長時間的編隊維持，都是需要麻省理工學院系統所旨在提供的推力靈活性類型。商業小型衞星行業的增長部分是因為發射成本的下降，但推進限制已使任務的雄心受到約束。一種消除這一瓶頸而不增加過多質量或複雜性的推進系統，將大大擴大設計空間。
材料在太空環境中的耐用性是一個單獨的工程變量，喬治亞理工學院的國際空間站（ISS）基於太空耐受性衞星聚合物的測試，反映了確保小型航天器部件能夠存活足夠長的時間，以證明推進系統所帶來的機動性所需的工程關注程度。這項研究最早發表在《推進與動力雜誌》中。
