TESI DI LAUREA
IN
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
SVILUPPO DI UN RESISTOGETTO A XENO DA 50W
Alessandro Arena
Anno Accademico 2004-2005
T177
Università degli Studi di Pisa
Facoltà di Ingegneria
Tesi di Laurea in Ingegneria Aerospaziale
SVILUPPO DI UN RESISTOGETTO A XENO DA 50W
Candidato
Alessandro Arena
Relatori
Prof. M. Andrenucci Prof. L. D’Agostino
Ing. F. Ceccanti
Sommario
Il presente lavoro di tesi concerne lo sviluppo di un resistogetto a bassa potenza alimentato a Xeno da impiegare su satelliti di piccole dimensioni per missioni in orbita bassa attorno alla Terra, oppure come propulsore ausiliario su satelliti che montano un propulsore principale ad effetto Hall.
Poiché l’elevato peso molecolare del propellente impiegato ne penalizza le prestazioni, il resistogetto deve essere sviluppato in modo da massimizzare l’efficienza termica limitando le perdite e favorendo lo scambio di calore tra propellente e riscaldatore.
Nella fase iniziale del lavoro è stata eseguita la sperimentazione di un primo prototipo che ha fornito dati utili ad individuare i punti critici del progetto e a caratterizzare il comportamento dei componenti e dei materiali impiegati.
Nella fase successiva è stato disegnato un nuovo prototipo sulla base dell’analisi dei risultati sperimentali. Tale modello è concepito allo scopo di migliorare la funzionalità e le prestazioni, contenendo i costi di produzione.
Abstract
The present work concerns the development of a low power Xenon resistojet to be employed on small spacecrafts missions on low Earth orbit, or as an auxiliary thruster on spacecrafts equipped with Hall effect thruster.
Due to high propellant molecular weight reducing performance, the resistojet must be developed so as to maximize thermal efficiency, i.e. limiting loss and promoting thermal exchange between heater and propellant.
At first, the experimentation of a prototype was executed; this phase provided useful data to find project’s critical points and to characterize components and materials behaviour. Afterwards, a new prototype was designed based on experimental results. This model is conceived in order to improve functionality and performance with low production costs.
Ringraziamenti
Desidero ringraziare il prof. Mariano Andrenucci e il prof. Luca D’Agostino per i loro insegnamenti, la loro disponibilità e per avermi dato l’opportunità di svolgere questo lavoro nell’ambito della ricerca spaziale.
Ringrazio sentitamente l’ing. Fabio Ceccanti per il suo prezioso contributo a questo progetto, per l’entusiasmo e la professionalità con cui ha seguito il mio operato, per la fiducia e la stima dimostratemi. Ringrazio inoltre tutto il personale di Centrospazio per la disponibilità e l’accoglienza riservatami.
Desidero ringraziare i miei compagni di corso e tutti gli amici che mi sono stati vicino durante questi anni, rendendo questa esperienza indimenticabile.
Il ringraziamento più grande va infine alla mia famiglia che mi ha sostenuto e aiutato nei momenti più difficili, permettendomi di realizzare il mio sogno.
