Modeling of physical processes in radio-frequency plasma thrusters
- Autores: Bin Tian
- Directores de la Tesis: Eduardo Ahedo Galilea (dir. tes.), Mario Merino Martínez (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Javier Honrubia Checa (presid.), Pablo Fajardo Peña (secret.), Fernando Martin Jimenez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Plasmas y Fusión Nuclear por la Universidad Carlos III de Madrid
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: e-Archivo
- Resumen
Esta Tesis presenta una investigación sobre la interacción onda-plasma en motores de plasma de tipo helicón (HPT, por sus siglas en inglés). El HPT es un nuevo concepto de propulsión espacial eléctrica, que genera un plasma por calentamiento RF y proporciona empuje por acceleración sin electrodos en una tobera magnética. Se desarrolla en primer lugar un profundo y extenso análisis de la literatura existente con el estado del arte en modelado y experimentos sobre fuentes y motores helicón. Seguidamente, se presenta un estudio teórico y numérico de la interación onda-plasma. Se derivan la relación de dispersión 0D, un modelo radial 1D de ondas, y un modelo 2D de ondas, los cuales han sido implementados en sendos códigos numéricos. Se desarrolla un análisis paramétrico en todos las variables relevantes de diseño y operación con el código 1D, mostrando la influencia de la densidad del plasma, la intensidad del campo magnético, la frecuencia de la onda, la forma de la antena y la geometría del problema. El análisis 2D se centra en la importancia de las variaciones en las propiedades del plasma y, en particular, en el efecto que tiene la presencia de un chorro de plasma aguas abajo de la fuente en la propagación y absorción de la onda electromagnética. Se espera que los resultados de esta Tesis ayuden a guiar el diseño de futuros dispositivos HPT óptimos.
