플라즈마 홀 추력기의 자기장에 따른 이온빔 특성과 성능 특성과의 관계 연구

Abstract

플라즈마 홀 추력기는 인공위성의 자세제어, 궤도수정, 궤도천이 등 다양한 우주 탐사활동 및 임무수행을 위한 우주선의 엔진으로 사용되며, 코팅 및 에칭 등 산업적인 목적과 용도로도 사용되고 있다. 홀 추력기는 외부에 위치한 음극을 통해 채널 내부로 전자를 공급하며, 전자와 중성 Xe 원자와 충돌을 통해 Xe 이온들을 발생시켜 양극과 음극 사이의 전기장에 의해 가속되어 추력을 발생시킨다. 이때, 자기장에 의해 감금된 전자들의 효과로 인하여 이온에너지 분포함수, 이온전류 분포, 다중전하 이온 분포 등 이온빔의 특성 및 추력, 비추력 등의 성능 특성이 달라진다. 본 연구에서는, 플라즈마 홀 추력기 내부의 자기장 특성이 두 전자석의 전류 방향이 같을 때(Co-current)와 반일 때(Counter-current) 나타나는 두 자기장 구조에서 이온 빔 및 성능 특성을 측정하였다. Co-current 구조에서는 강한 축 방향 자기장으로 인하여 약 40%의 다중이온이 발생하였으며, 이를 통해 발생된 추력의 세기도 약 10%이상 높게 나타났다. 두 자기장 구조에 한 빔 특성 및 성능 특성 한 연구결과가 발표될 예정이다.