Estudo da erosão em propulsores hall através de simulações numéricas

Abstract

Propulsores Hall são dispositivos de propulsão elétrica usados em missões de espaço profundo e na manutenção de estações espaciais devido à sua alta velocidade de exaustão, alto impulso específico, e alta eficiência de propelente. Os principais objetivos desse estudo são calcular os parâmetros de operação, Empuxo e Impulso Específico, e comparar a erosão das paredes internas de dois tipos de propulsores Hall com auxílio de software de simulação. Os propulsores são o SPT-100, propulsor vastamente estudado, e o PHALL IIc, desenvolvido pelo Laboratório de Física de Plasmas da Universidade de Brasília. Nossos resultados mostram que a estrutura interna do plasma do PHall IIc é similar ao SPT-100, porém com menor aceleração iônica. O Empuxo e o Impulso Específico do PHall IIc alcançam menores valores que o SPT-100. Calcula-se a taxa de erosão dos propulsores e observa-se que o SPT-100 possui maior valor que o PHall IIc. Finalmente, estima-se que a erosão das paredes do PHall IIc é menor que a erosão do SPT-100. Esses resultados são consistentes com o fato do PHall IIc operar com uma menor potência em comparação ao SPT-100. Os resultados obtidos podem contribuir para a projeção de propulsores elétricos para futuras missões espaciais brasileiras.