本申请公开了一种利用空间等离子体的航天器推进膜结构及其制备方法，航天器推进膜结构包括金属膜、纳米线材料层和绝缘介质层，金属膜与航天器结构地相连，所述绝缘介质层的表面镀有二次电子发射系数、光电子发射系数高的涂层材料。当航天器在轨运行时，航天器结构地被空间等离子体环境充至负电位。而在空间电子和光子的轰击下，推进膜结构表面被充至高电位，推进膜结构表面与航天器结构地间产生电位差。在该电位差下，纳米线材料层开始发射电子，形成射向空间中的电子流，航天器获得反推推力。空间中航天器上绝缘膜表面与航天器结构地间反向电位梯度可以达到数千伏，发射电流更大，每平方米可以获得牛级推力，推进效果极为明显。