• meccanismi di perdite
• modello di calcolo
• MPD
• prestazioni
• Propulsione

I propulsori MPD sono dei buoni candidati per molte missioni spaziali, perche' permettono di ottenere elevati impulsi specifici ed alti valori di spinta, ma presentano, ad oggi, valori di efficienza ancora molto bassi (minori del 50%).
Alta/Centrospazio di Pisa ha da sempre studiato e sperimentato motori MPD, con campo magnetico sia autoindotto che applicato, operanti in regime pulsato quasi-stazionario. Negli ultimi anni è stata intrapresa un’intensa collaborazione con Consorzio RFX di Padova, riguardante le cause della bassa efficienza dei propulsori MPD e che ha condotto ad importanti risultati sperimentali. Una di queste attivita' riguarda il progetto “Study on methods efficiency of applied field magneto-plasma-dynamic thruster operating in the 10-100 kW range”, sponsorizzato dall’agenzia Spaziale Europea, nel quale si inserisce il presente lavoro di tesi. Tale progetto e' indirizzato ad identificare le cause della bassa efficienza di motori MPD con campo magnetico applicato, funzionamenti a basse potenze, e a valutare le possibili soluzioni che possono migliorarne l’efficienza.
Nella prima parte di questa tesi si illustra un esame critico della letteratura inerente ai motori MPD, con particolare interesse su quelli con campo magnetico applicato, operanti a basse potenze. In questi studi si tende a collegare il problema della bassa efficienza ai fenomeni che si verificano in prossimità dell’anodo. Per questo motivo ci si e' concentrati principalmente sulla letteratura riguardante le perdite anodiche.
Nella seconda parte si presenta un modello per le previsione delle prestazioni dei propulsori MPD, che è realizzato sulla base dei modelli presenti in letteratura per il calcolo della spinta e delle perdite di potenza, e che ha permesso il dimensionamento di un prototipo di un motore MPD con campo magnetico applicato operante a potenza minori di 100 kW. Tale motore, che sara' successivamente provato presso Alta/Centrospazio, e' caratterizzato dall’avere una geometria molto semplice, cosi' da permettere di apportare facilmente eventuali modifiche per inserire quelle strutture utili alle future attivita' sperimentali sull’instabilità del plasma.