Fuente de Iones-Resultados de Simulación Matemática versus Datos Experimentales
Autores: Svotina, Victoria V.; Cherkasova, Maria V.; Mogulkin, Andrey I.; Melnikov, Andrey V.; Peysakhovich, Oleg D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Fuente de Iones-Resultados de Simulación Matemática versus Datos Experimentales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Elementos
Sistema
Fuente de iones
Datos experimentales
Modelo matemático
Modos de operación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Desarrollar elementos de un sistema para el transporte sin contacto de objetos en el espacio se ha convertido en una tarea urgente para las actividades espaciales contemporáneas. El propósito del trabajo que se presenta a continuación fue realizar pruebas en tierra de la fuente de iones, que es un elemento clave del sistema mencionado anteriormente, y comparar los datos experimentales obtenidos con los resultados de la simulación matemática para construir un modelo físico y matemático refinado de la fuente de iones. Tal modelo se construyó sobre la base del problema clásico relacionado con el movimiento de partículas cargadas en un campo electrostático. Los parámetros de la fuente de iones se han determinado experimentalmente para varios modos de operación utilizando diferentes diseños estructurales de los electrodos de la fuente de iones. Se probaron dos tipos de óptica iónica: con ranuras y con aperturas redondas. Se ha demostrado una buena correlación entre los resultados de la simulación y los datos experimentales. Se han identificado los modos de operación óptimos de la fuente de iones para garantizar ángulos de divergencia mínimos para el haz de plasma que sale de la fuente de iones, lo que a su vez maximiza el pulso transmitido al objeto transportado.
Descripción
Desarrollar elementos de un sistema para el transporte sin contacto de objetos en el espacio se ha convertido en una tarea urgente para las actividades espaciales contemporáneas. El propósito del trabajo que se presenta a continuación fue realizar pruebas en tierra de la fuente de iones, que es un elemento clave del sistema mencionado anteriormente, y comparar los datos experimentales obtenidos con los resultados de la simulación matemática para construir un modelo físico y matemático refinado de la fuente de iones. Tal modelo se construyó sobre la base del problema clásico relacionado con el movimiento de partículas cargadas en un campo electrostático. Los parámetros de la fuente de iones se han determinado experimentalmente para varios modos de operación utilizando diferentes diseños estructurales de los electrodos de la fuente de iones. Se probaron dos tipos de óptica iónica: con ranuras y con aperturas redondas. Se ha demostrado una buena correlación entre los resultados de la simulación y los datos experimentales. Se han identificado los modos de operación óptimos de la fuente de iones para garantizar ángulos de divergencia mínimos para el haz de plasma que sale de la fuente de iones, lo que a su vez maximiza el pulso transmitido al objeto transportado.