INDICE
LISTA DELLE FIGURE LISTA DELLE TABELLE LISTA DELLE COSTANTI LISTA DEI SIMBOLI LATINI LISTA DEI SIMBOLI GRECI
1. La propulsione elettrica 1
1.1 Generalità sulla propulsione spaziale 1
1.2 Classificazione dei propulsori 3
1.3 La propulsione chimica e nucleare 5
1.4 La propulsione elettrica 7
1.4.1 Classificazione 7
1.4.2 Caratteristiche generali 13
2. Il motore ad effetto Hall 17
2.1 Moto delle particelle cariche in campi elettrici e magnetici 17 2.1.1 Moto di una particella in un campo elettrico uniforme: B = 0 17 2.1.2 Moto di una particella in un campo magnetico uniforme: E = 0 18 2.1.3 Moto di una particella in campi uniformi : E 0, B 0 21 2.2 Descrizione del propulsore ad effetto Hall 25
2.3 Influenza del campo magnetico 27
2.4 Processo di ionizzazione 31
3. Contesto e obbiettivi della tesi 35
3.1 La propulsione SPT a Centrospazio 35
3.1.1 Il motore SPT da 5 kW 36
3.1.2 Ricerca sul neutralizzatore 38
3.2 Analisi delle fasi di progetto 39
3.3 Requisiti di progetto 40
4. Il neutralizzatore 43
4.1 Introduzione 43
4.2 Architettura del neutralizzatore 44
4.3 Teoria del catodo cavo 45
4.3.1 Regimi operativi 48
4.4 La funzione dell’orifizio 51
4.5 I modi operativi del neutralizzatore 55
5. Il modello dell’orifizio 57
5.1 Introduzione 57
5.2 Ipotesi del modello 58
5.3 Equazioni del modello 60
5.4 Le condizioni al contorno 67
5.5 Le proprietà fisiche del plasma 68
5.6 La ionizzazione 69
5.7 Soluzione numerica e risultati 71
6. Progetto del neutralizzatore 83
6.1 Introduzione 83
6.2 Scelta configurazione di base 83
6.3 Dimensionamento 84
7. Analisi termica 97
7.1 Introduzione 97
7.2 Definizione dei carichi termici 98
7.3 Condizioni al contorno 99
7.4 Modello analitico del neutralizzatore per l’analisi termica 100
7.4.1 Modello agli elementi finiti 101
7.5 Risultati dell’analisi termica 102
7.5.1 Interfaccia adiabatica 103
7.5.2 Interfaccia irraggiante 106
7.5.3 Conclusioni 109
8. Conclusioni e sviluppi futuri 111
8.1 Conclusioni 111
8.2 Sviluppi futuri 112
9. Bibliografia 113
APPENDICI
A Listato Matlab del modello termico del catodo 117 B Listato Matlab del modello dell’orifizio 125
