Design de um Propulsor Iónico para CubeSats

• Autor(a) principal: Abranches, Diogo Portugal
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/10387
• topic: Cubesats; Mixi; Propulsores Iónicos; Sistemas Elétricos; Sobredimensionamento; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Aeronáutica

O aparecimento dos Cubesats fez com que um novo panorama se instalasse no setor espacial. O aumento da sua utilização nos últimos anos está relacionado com os avanços tecnológicos a nível da miniaturização dos diversos sistemas associados a estes satélites. A miniaturização dos sistemas propulsivos tem vindo a ser um dos grandes desafios a este nível. Ainda assim, desde a década de 50, têm surgido inúmeros novos tipos de sistemas propulsivos, dividindo-se, hoje em dia, em 3 categorias: sistemas químicos, sistemas elétricos e sistemas sem propelente. Juntamente com estas outras categorias, os sistemas propulsivos elétricos têm-se desenvolvido a um ritmo elevado, de tal modo que, atualmente, existem várias tecnologias diferentes, variando o propelente utilizado, a forma de produzir eletrões e ainda o processo utilizado para criar tração. Os propulsores iónicos são uma das tecnologias mais desenvolvidas dentro da propulsão elétrica. Na presente dissertação foi efetuado o design de um propulsor iónico, e para tal foi necessário realizar estudos relativamente às peças que constituem este sistema, ao campo magnético a ser implementado e aos materiais a utilizar em cada peça constituinte do propulsor. Para o design das peças foi necessário fazer uma revisão bibliográfica do estado da arte dos propulsores iónicos. Tendo isto em conta, foram adaptadas duas configurações existentes e foi feito um sobredimensionamento às mesmas. Todos os designs foram efetuados através do software CATIA. Para o campo magnético existente no motor foi escolhida uma configuração magnética com base em estudos comparativos existentes e essa configuração sido testada através do software FEMM. A validação destes resultados foi feita com base em trabalhos existentes referentes a propulsores MiXI. Através das condições de funcionamento e os objetivos de cada peça foram definidos os materiais constituintes para cada uma delas. Adicionalmente, foi realizado um estudo de mercado de forma a poder adquirir as peças desenhadas para construção do propulsor. A disponibilidade dos materiais no mercado foi também um fator a ter em conta na escolha do material para cada peça.