SOMMARIO
Il lavoro di tesi, svolto presso il laboratorio di micropropulsione spaziale di Alta SpA con la preziosa collaborazione degli Ing. Nicola Giusti, Ing. Ugo Cesari e Ing. Federico Cannella, e sotto la supervisione del Prof. Salvo Marcuccio e dell’Ing. Pierpaolo Pergola, consiste nell’allestimento di una serie di test per analizzare le prestazioni di un propulsore elettrico ad emissione di campo con propellente alternativo al Cesio, tipicamente utilizzato nei motori a tecnologia FEEP (Field Emission Electric Propulsor).
I liquidi ionici, per la loro particolare composizione chimica e caratteristiche fisiche, sono stati individuati come propellenti alternativi ai metalli liquidi, come il Cesio, i quali a causa della loro tossicità ed esplosività richiedono particolari procedure e precauzioni per la manipolazione.
In primo luogo è stato analizzato il problema del rifornimento del propellente all’interno della camera a vuoto, semplificando il sistema di alimentazione utilizzato nei precedenti test.
La fase successiva è stata l’esecuzione di una serie di test in polarità alternata, poiché il funzionamento continuo in singola polarità porta ad una perdita delle proprietà chimico-fisiche del propellente.
Inizialmente sono stati risolti i problemi di emissione irregolare di ioni causati dall’esaurimento del propellente sulla fessura di emissione. Questo ha dimostrato come sia importante valutare anche la pressione del propellente a monte del serbatoio per consentire un corretto apporto di liquido all’emettitore.
Una volta resa stabile l’emissione sono state effettuate le misure di time of flight per individuare la composizione chimica del getto emesso, grazie alla quale è possibile stimare le prestazioni del propulsore.
Infine sono state acquisite una serie di immagini del battente del liquido nel serbatoio di alimentazione a monte dell’emettitore per misurare l’effettivo
consumo di propellente e confrontarlo con quello stimato mediante i modelli teorici, dimostrando come la conoscenza dell’esatta composizione chimica del fascio ionico sia fondamentale per stimare la quantità di propellente espulso, e quindi le prestazioni del propulsore.
Dai risultati ottenuti e i problemi riscontrati sono forniti alcuni spunti per uno studio finalizzato alla conferma delle potenzialità dimostrate da questa nuova classe di propellenti.
