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MAGnetic Nozzle ECR Thruster with Augmented performance

Projektbeschreibung

Ein Leistungsschub für die Satellitentriebwerke der nächsten Generation

Treibstoffeffiziente elektrische Triebwerke eröffnen neue Möglichkeiten für den Satellitenantrieb. Triebwerkssysteme dieser Kategorie, die magnetische Düsen zur Plasmabeschleunigung verwenden, stellen eine vielversprechende Technologie auf diesem Gebiet dar, da sie den Einsatz von Kathoden vermeiden. Dennoch ist die Steigerung ihrer Effizienz nach wie vor eine Herausforderung. Mit Unterstützung durch das Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmenprogramm soll Projekt MAGNETA die wesentlichen Prozesse in magnetischen Düsentriebwerken mittels Elektronenzyklotronresonanz (ECR) optimieren. Durch Forschung auf dem Gebiet der Mikrowellenanregung und der fundamentalen Plasmaphysik, mit besonderem Fokus auf die Elektronentemperaturverteilung, wird das Projekt einen optimierten Prototyp eines magnetischen ECR-Düsentriebwerks entwickeln. Diese Innovation in der Plasmabeschleunigungstechnologie wird den Weg für zukünftige Missionen mit Kleinsatelliten ebnen und die europäische Vorherrschaft in der Raumfahrtindustrie sichern.

Ziel

In the context of reduction of the spacecraft size, low power electric propulsion devices have replaced the chemical propulsion traditionally used. Among the different technologies, one particular type produces and ejects a plasma in a diverging magnetic field, called magnetic nozzle. Such devices are said electrodeless because they do not need a cathode to neutralise the plasma beam. The absence of this element simplifies considerably their architecture and reduces significantly their risk of failure. In this project, we propose to investigate new levers to increase the efficiency of an Electron Cyclotron Resonance (ECR) thruster to build MAGNETA: A Magnetic Nozzle ECR Thruster with Augmented performance. Aided by an in-depth study of the fundamental mechanisms at stake in the production and the acceleration of a plasma in a magnetic nozzle, we will propose a simple design and build a prototype able to operate in a wide range of conditions and span different regimes with a precise control of the performance. First, an investigation of innovative microwave patterns and ECR heating zone shapes and their impact on the performance of an ECR source will be led. Aided by experts in microwave engineering, this study will result in a new design of ECR source with an optimised microwave and magnetic scheme. Second, a Thomson scattering experiment will be set up to measure the two components of the electron temperature in the plasma in expansion in the magnetic nozzle of the device. These experimental data, never measured, will guide the development of a two-temperature fluid model of plasma expansion in a diverging magnetic field. This step is essential to propose custom and optimised magnetic nozzle topologies for electrodeless thrusters. Finally, the last step corresponds to the prototyping of MAGNETA, which will feature an innovative microwave pattern and an improved magnetic topology to outperform the state-of-the-art technologies.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

UNIVERSITY OF SURREY
Netto-EU-Beitrag
€ 276 187,92
Adresse
Stag Hill
GU2 7XH Guildford
Vereinigtes Königreich
Region
South East (England) Surrey, East and West Sussex West Surrey
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten