Numerical Simulations of a Low-Power Cylindrical Hall Thruster Under Development at the University of Brasilia

Resumo

O propulsor Hall cilíndrico (CHT) é um sistema de propulsão elétrica proposto para nanosatélites (por exemplo, CubeSats) devido à sua eficiência, simplicidade estrutural e tamanho compacto. Diferentemente dos propulsores Hall convencionais, que possuem geometria anular, o CHT apresenta uma configuração cilíndrica que pode reduzir a erosão das paredes e facilitar a miniaturização. Realizamos simulações numéricas de um CHT operando em baixa potência, com foco em faixas de tensão entre 50 V e 150 V no ânodo. Essa faixa de operação é particularmente importante para pequenos satélites, que estão sujeitos a rigorosas limitações de consumo de energia.A metodologia aplicada neste trabalho envolve o uso de duas ferramentas de software de código aberto: o Finite Element Method Magnetics (FEMM), utilizado para modelar o campo magnético do propulsor, e o Hall Ion Source Simulator (HALLIS), que simula o comportamento do plasma por meio de um modelo híbrido — ou seja, os elétrons são tratados como um fluido, enquanto os íons e átomos neutros são modelados como partículas individuais.