• diagnostica del fascio
• motore ad effetto Hall
• neutralizzazione a comune
• neutralizzazione accoppiata
• neutralizzazione incrociata
• propulsione elettrica
• sonde di Faraday

I propulsori ad effetto Hall, all’interno della famiglia dei propulsori elettrici, rivestono un’importanza notevole e si distinguono per alte efficienze e semplicità costruttiva. L’evoluzione di questa tipologia di motori, e dei propulsori elettrici in generale, è strettamente legata allo studio delle caratteristiche del fascio.
Il presente lavoro di Tesi è dedicato allo sviluppo, alla verifica e alla applicazione di un opportuno algoritmo di calcolo in grado di elaborare dati provenienti da misurazioni sperimentali effettuate sul fascio di uno o più motori ad effetto Hall. In particolare, a partire da misurazioni di corrente ionica effettuate a mezzo di sonde di Faraday disposte su di una rastrelliera, l’obiettivo del programma di calcolo sviluppato è quello di calcolare la corrente totale di fascio, la divergenza del fascio e il disallineamento del vettore di spinta. La verifica dell’algoritmo, effettuata con l’ausilio di una distribuzione di densità di corrente virtuale, ha permesso di prevedere l’entità degli errori commessi nella fase di applicazione garantendo altresì buone capacità di stima.
L’applicazione del programma è stata realizzata sui dati raccolti nel corso di una campagna sperimentale svolta presso Alta su una coppia di motori ad effetto Hall a bassa potenza (100 W), impiegati dapprima singolarmente e poi in parallelo. Lo scopo dell’esperimento era quello di caratterizzare i motori nel funzionamento singolo studiandone la sensibilità, in termini di corrente totale, divergenza e disallineamento del vettore di spinta, al variare di parametri operativi come portata in massa anodica e potenziale di scarica. Inoltre è stato studiato l’effetto della pressione di fondo sulle grandezze di interesse facendo funzionare un motore in condizioni operative fissate e immettendo del propellente in camera attraverso il catodo del motore non funzionante. Successivamente l’attenzione è stata concentrata sul funzionamento in parallelo, e sugli effetti d’interazione dei due fasci sulle prestazioni (divergenza, corrente totale ecc). Infine, sempre con l’ausilio del programma di calcolo si sono studiati gli effetti sulla distribuzione di densità di corrente del fascio e sulla divergenza, di diversi modi di neutralizzazione realizzati connettendo elettricamente i due catodi. I risultati sono stati utili per approfondire la comprensione dei fenomeni riguardanti la neutralizzazione del fascio.