Desarrollo de Cátodos Huecos para Propulsión Eléctrica Espacial en Sitael
Autores: Pedrini, Daniela; Misuri, Tommaso; Paganucci, Fabrizio; Andrenucci, Mariano
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
Desarrollo de Cátodos Huecos para Propulsión Eléctrica Espacial en Sitael
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Cátodos huecos
Ionización
Propulsores
Energía
Consumo de propulsante
Naves espaciales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los cátodos huecos son fuentes de electrones utilizadas para la ionización de gas y la neutralización del haz en propulsores de iones y de efecto Hall (HETs). Se necesita especialmente una reducción del consumo de energía y propulsor del cátodo en aplicaciones de pequeños satélites, donde los presupuestos de energía y masa están inherentemente limitados. Al mismo tiempo, el interés en HETs de alta potencia se fomenta cada vez más para una serie de aplicaciones espaciales, incluyendo la posicionamiento final y el mantenimiento de órbita de satélites en órbita geoestacionaria (GEO), transferencias de naves espaciales de órbita baja terrestre (LEO) a GEO, y misiones de exploración en el espacio profundo. Como tal, se han desarrollado y probado varios cátodos huecos en Sitael, cada uno concebido para una clase de potencia específica de propulsores. Se utilizó un modelo numérico durante el diseño del cátodo para definir la geometría, de acuerdo con las especificaciones de la unidad del propulsor en términos de corriente de descarga, tasa de flujo másico y vida útil. Se desarrollaron con éxito cátodos huecos de hexaboruro de lantano (LaB6) para HETs con potencia de descarga que varía de 100 W a 20 kW. Se llevaron a cabo campañas experimentales tanto en configuraciones independientes como acopladas, para verificar el funcionamiento de los cátodos y validar el modelo numérico. Se presentan las comparaciones entre los resultados experimentales y teóricos, ofreciendo un marco sólido para guiar el diseño de futuros cátodos huecos.
Descripción
Los cátodos huecos son fuentes de electrones utilizadas para la ionización de gas y la neutralización del haz en propulsores de iones y de efecto Hall (HETs). Se necesita especialmente una reducción del consumo de energía y propulsor del cátodo en aplicaciones de pequeños satélites, donde los presupuestos de energía y masa están inherentemente limitados. Al mismo tiempo, el interés en HETs de alta potencia se fomenta cada vez más para una serie de aplicaciones espaciales, incluyendo la posicionamiento final y el mantenimiento de órbita de satélites en órbita geoestacionaria (GEO), transferencias de naves espaciales de órbita baja terrestre (LEO) a GEO, y misiones de exploración en el espacio profundo. Como tal, se han desarrollado y probado varios cátodos huecos en Sitael, cada uno concebido para una clase de potencia específica de propulsores. Se utilizó un modelo numérico durante el diseño del cátodo para definir la geometría, de acuerdo con las especificaciones de la unidad del propulsor en términos de corriente de descarga, tasa de flujo másico y vida útil. Se desarrollaron con éxito cátodos huecos de hexaboruro de lantano (LaB6) para HETs con potencia de descarga que varía de 100 W a 20 kW. Se llevaron a cabo campañas experimentales tanto en configuraciones independientes como acopladas, para verificar el funcionamiento de los cátodos y validar el modelo numérico. Se presentan las comparaciones entre los resultados experimentales y teóricos, ofreciendo un marco sólido para guiar el diseño de futuros cátodos huecos.