Modelisation d'un propulseur a plasma stationnaire pour satellites

par Laurent Garrigues

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Jean-Pierre Boeuf.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

mots clés

Résumé

Les propulseurs a plasma stationnaire (spt) sont des moteurs de petites tailles presentant des proprietes interessantes pour les changements d'orbite basse et les corrections nord-sud et est-ouest des satellites. Le principe du fonctionnement d'un tel propulseur est base sur la creation d'un plasma hors equilibre stationnaire sous champ magnetique perpendiculaire a l'axe de la decharge qui conduit a la generation d'un faisceau d'ions utilise pour propulser le satellite. Ce travail est d'autant plus d'actualite qu'un projet francais doit permettre le lancement en 2000 du satellite stentor avec a son bord des propulseurs de type spt. Le but de cette these est de mieux comprendre les phenomenes physiques se produisant dans les spt a l'aide de modeles numeriques. Un premier aspect a consiste a elaborer un modele particulaire monte carlo capable d'apporter des eclaircissements sur le transport des electrons dans le moteur au travers d'une approche microscopique. Nous avons ete conduits, dans un deuxieme temps, a nous interesser aux caracteristiques electriques (oscillations basses frequences du courant de decharge, evolution du plasma) et aux performances du moteur (poussee, impulsion specifique et efficacite). Pour cela, nous avons mis au point un modele unidimensionnel, quasineutre, transitoire, auto-coherent (approches fluide et hybride) permettant de suivre l'evolution de la decharge dans le canal. En formulant certaines hypotheses simplificatrices, nous avons pu conserver un temps de calcul assez faible pour pouvoir realiser des etudes completes et variees sur l'influence des parametres exterieurs (debit de gaz injecte, potentiel applique, forme et valeur du champ magnetique) sur les caracteristiques du propulseur. Les resultats obtenus sont qualitativement en accord avec les resultats experimentaux et avec les resultats obtenus a l'aide d'autres modeles.

Titre traduit

Modelling a stationary plasma thruster for satellites

Pas de résumé disponible.