Caratterizzazione delle sonde elettrostatiche CIRA presso IAPS

Abstract

Le misurazioni della densità di corrente ionica nel plasma o nel fascio ionico di dispositivi di propulsione elettrica per veicoli spaziali sono di grande rilevanza, in quanto il flusso di ioni espulsi determina le caratteristiche del propulsore come spinta, impulso specifico e utilizzo del propellente, nonché le prestazioni dell’intero sistema di propulsione. Inoltre, una conoscenza accurata e completa della corrente ionica è fondamentale per la validazione di modellazione della plume e per le simulazioni numeriche, per prove di accettazione dei propulsori, per lo studio degli effetti di impianto e per comprendere le interazioni tra plasma e veicolo spaziale. In questa attività si mettono a confronto tre diverse tipologie di sonde: una sonda planare con guard-ring (sonda di Faraday), una sonda planare con collimatore (coppa di Faraday) e due sonde di Langmuir di tipo cilindrico. Nell'ambito dell'Accordo Quadro di mutua collaborazione scientifica tra INAF-IAPS e CIRA (2021), gli obiettivi principali di questo studio sono la caratterizzazione delle sonde elettrostatiche CIRA e l'identificazione delle caratteristiche della diagnostica che permettono una più chiara/efficiente valutazione della propulsione. Lo studio fornisce anche raccomandazioni per la corretta progettazione di una sonda di corrente ionica di alta qualità, nonché indicazioni per il funzionamento delle sonde e il trattamento dei dati.