Desarrollo de impulsores de plasma pulsado para ser empleado como sistema propulsor en satélites pequeños

ROITBERG, ESTEBAN; GRONDONA, DIANA; MÁRQUEZ, ADRIANA; MINOTTI, FERNANDO

Tandil

Congreso; 99° Reunión Nacional de Física Argentina; 2014

Asociación Física Argentina

Los impulsores deplasma pulsado (Pulsed Plasma Thruster, PPT) son sistemas depropulsión basados en la eyección de un plasma producido por unadescarga eléctrica. La corriente de la descarga produce la ablaciónde una pequeña masa de material que es ionizado y acelerado a altasvelocidades de escape impulsando al sistema. La demanda de un sistemade propulsión eficiente, de baja masa, que requiera baja potencia yde bajo costo para ser empleado en una nueva generación de satélitespequeños, ha llevado a retomar el interés en el estudio de los PPT.En este trabajo se diseñó, montó y probó un PPT en el INFIP basado en una descarga pulsada en vacío. Los electrodos fueron construidos a partir de un diseño innovador queconsiste en un sistema de "autotrigger", que no necesita de un tercer electrodo o bujía para comenzar la descarga. Para ello, el teflón, que generalmente es utilizado como aislante entre ánodo y cátodo, fue recubierto por un material conductor, como pintura conductora de plata o por titanio en un equipo de recubrimiento por arco en vacío que funciona en el INFIP. También se probó un teflón dopado con carbono al 33% que le concede propiedades eléctricas,obteniendo resultados también favorables. Se han realizado mediciones de la corriente de descarga, a partir de estos valores se evaluó el impulso del sistema a partir de un modelo en cual se considera que la fuerza magnética es la que acelera el material ablacionado del aislante. Se obtuvieron picos de corriente de alrededor de 300 A, lo cual indicaría que el impulso obtenido es del orden de 1 μNs.Para alcanzar el impulso requerido en estos sistemas es necesario aumentar la corriente al menos un factor 3. Con esta finalidad actualmente se está trabajando en el diseño y prueba de nuevos circuitos que permitan aprovechar la potencia disponible y aumentarla corriente de la descarga. Se espera que los experimentos realizados en el laboratorio con este tipo de descargas permitan optimizar los sistemas PPT y escalarlo spara su empleo en microsatélites.