Alimentazione con miscela Argon-Litio per propulsori MPD a catodo cavo

Negli ultimi anni la propulsione elettrica si è affermata, nel campo delle applicazioni spaziali, come valida alternativa alla propulsione chimica. Attualmente i propulsori elettrici sono principalmente impiegati per manovre di controllo di assetto, puntamento, station-keeping o drag-compensation per satelliti operanti in orbita bassa. Tuttavia, viene tenuta sempre in maggior considerazione la possibilità di un loro utilizzo come propulsori primari in missioni nello spazio profondo. In particolare per questo tipo di missioni, i propulsori MPD sono tra i principali candidati grazie alla loro elevata densità di spinta accoppiata a un alto valore dell’impulso specifico. Uno degli aspetti che ha ostacolato l’utilizzo di tali propulsori è la loro ridotta vita operativa a causa dei fenomeni di erosione che generano deterioramento delle superfici degli elettrodi. Tra le soluzioni proposte per la risoluzione di tali problemi, assume particolare rilievo l’utilizzo di metalli alcalini come copertura per le superfici. L’adsorbimento di particelle di litio sulla superficie di un metallo refrattario induce, infatti, una riduzione della funzione di lavoro ed una conseguente riduzione della temperatura di funzionamento. In quest’ottica nel presente lavoro di tesi è stata inizialmente svolta una analisi della variazione della funzione di lavoro catodica in presenza di metalli alcalini, evidenziando i parametri che la influenzano e poi è stato proposto lo studio di un impianto di alimentazione per drogaggio al litio per propulsori MPD. Tale studio è stato affrontato dal punto di vista fisico-matematico tramite l’utilizzo dei codice di calcolo Matlab e Comsol. Infine sono stati proposti alcuni spunti per eventuali sviluppi futuri