微型射频离子推力器自中和引出特性研究

本文基于自行研制的微型射频离子推力器BHRIT-4,针对其自中和引出束流形貌特性、外电路特性和束流离子能量特性开展了研究工作。研究结果表明,推力器在自中和引出模式下,自中和引出束流区亮度高,存在强烈电子激发反应,羽流区平均悬浮电势维持在1.19 V;射频自偏压与引出功率不呈正相关关系,存在最佳引出功率值以实现最大射频自偏压,最大射频自偏压超过300 V;自中和引出束流的离子能量分布函数不服从高斯分布且展宽较大,部分工况下存在双峰信号。

基于等离子体磁壳的行星探测器制动机理研究

等离子体磁壳制动技术是一种新型的行星探测器制动手段,具有制动阻力可调、可靠性高、结构质量小等优势,具有潜在的应用前景。开展了等离子体磁壳制动产生方式与工作机理的数值仿真研究。首先,以火星探测器的制动为背景,将等离子体磁壳简化为圆柱构型,建立了等离子体磁壳宏观模型,得到了制动阻力、有效捕获面积和探测器速度随轨道高度的变化关系。随后以等离子体磁壳中离子、电子和次中性粒子之间的相互作用为研究对象,建立了等离子体磁壳微观模型,获得了等离子体粒子数密度和温度随时间变化的规律。微观模型与宏观模型计算出的制动阻力一致,验证了两种模型的有效性。