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@MastersThesis{Marin:2014:AnDePr,
               author = "Marin, Luis Francisco Chrispim",
                title = "An{\'a}lise do desempenho de um propulsor a plasma pulsado de 
                         dupla descarga atrav{\'e}s da varia{\c{c}}{\~a}o da 
                         distribui{\c{c}}{\~a}o de energia entre os seus dois 
                         est{\'a}gios",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2014",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2014-12-19",
             keywords = "PPT, propulsor a plasma pulsado, DD-PPT, propulsor a plasma 
                         pulsado de dupla descarga, propuls{\~a}o el{\'e}trica, pulsed 
                         plasma thruster, double discharge pulsed plasma thruster, electric 
                         propulsion.",
             abstract = "Um propulsor a plasma pulsado (PPT) {\'e} um dispositivo de 
                         propuls{\~a}o espacial el{\'e}trica utilizado principalmente na 
                         manuten{\c{c}}{\~a}o de {\'o}rbita e controle de atitude de 
                         ve{\'{\i}}culos espaciais. Um dos problemas mais comuns com PPTs 
                         {\'e} a abla{\c{c}}{\~a}o tardia (LTA - Late Time Ablation), ou 
                         seja, a sublima{\c{c}}{\~a}o de propelente que ocorre ap{\'o}s 
                         a descarga el{\'e}trica principal, reduzindo a efici{\^e}ncia no 
                         uso do propelente. O PPT de dupla descarga (DD-PPT) apresenta dois 
                         est{\'a}gios distintos: o primeiro funciona como um PPT 
                         convencional (de uma {\'u}nica descarga) e o segundo usa uma 
                         descarga el{\'e}trica adicional para acelerar o plasma e a LTA. 
                         Este trabalho estudou um DD-PPT e analisou par{\^a}metros de 
                         desempenho, ao variar os n{\'{\i}}veis de energia aplicados a 
                         cada um de seus dois est{\'a}gios a fim de identificar a 
                         configura{\c{c}}{\~a}o de melhor desempenho. Um laborat{\'o}rio 
                         foi montado para permitir os ensaios do propulsor. O DD-PPT teve o 
                         seu cicuito el{\'e}trico modificado de forma a proteger os seus 
                         componentes. Um novo circuito el{\'e}trico foi concebido para 
                         permitir uma distribui{\c{c}}{\~a}o arbitr{\'a}ria de energia 
                         entre os dois est{\'a}gios do DD-PPT. Uma estrutura especial foi 
                         constru{\'{\i}}da para suportar e proteger o propulsor. Foram 
                         calculados os gradientes de indut{\^a}ncia dos eletrodos do 
                         propulsor. Ensaios com diversas configura{\c{c}}{\~o}es 
                         energ{\'e}ticas foram realizados (1096 disparos) em c{\^a}mara 
                         de v{\'a}cuo (8x\$10^{-6}\$ mbar) com o uso de bobinas Rogowski 
                         (sondas de corrente) conectadas aos eletrodos do propulsor. Um 
                         oscilosc{\'o}pio fez a aquisi{\c{c}}{\~a}o dos dados de 
                         corrente. Os impulsos foram calculados baseado nos gradientes de 
                         indut{\^a}ncia e em dados da an{\'a}lise da corrente de 
                         descarga. Uma balan{\c{c}}a de precis{\~a}o foi utilizada para a 
                         medi{\c{c}}{\~a}o da varia{\c{c}}{\~a}o da massa de 
                         propelente. O impulso espec{\'{\i}}fico foi calculado usando a 
                         varia{\c{c}}{\~a}o de massa e o impulso. Os resultados dos 
                         ensaios mostraram baixos valores de impulso por energia (47,4 
                         \$\mu\$Ns) do DD-PPT, mas um excelente desempenho em termos de 
                         impulso espec{\'{\i}}fico (3606 s). A escolha da melhor 
                         configura{\c{c}}{\~a}o, em termos de desempenho, foi a que 
                         apresentou um valor baixo de energia no primeiro est{\'a}gio e um 
                         valor alto de energia no segundo est{\'a}gio. ABSTRACT: A Pulsed 
                         Plasma Thruster (PPT) is an electric space propulsion device 
                         mostly used for spacecraft orbit maintenance and attitude control. 
                         One of the most common issues with PPTs is the Late Time Ablation 
                         (LTA) - the sublimation of propellant that occurs after the main 
                         electric discharge, reducing propellant use efficiency. The Double 
                         Discharge PPT (DD-PPT) has two stages: the first stage works as a 
                         regular PPT and the second stage employs an additional (secondary) 
                         discharge to accelerate the PLASMA and the LTA. This work studied 
                         a DD-PPT and analyzed its efficiency and performance while varying 
                         the levels of energy applied to each of the two stages in order to 
                         achieve maximum performance. A laboratory was built to allow 
                         propulsion tests. The DD-PPT electric circuit was remodeled to 
                         protect its components. A new electric circuit was designed to 
                         enable energy levels distribution amongst the two stages of the 
                         DD-PPT. A special structure was built to support, protect and 
                         control the thruster. Inductance gradients were calculated. Tests 
                         were performed (1096 shots) in vacuum (8x\$10^{-6}\$ mbar), for 
                         each different energy configuration using Rogowski coils (probe 
                         current) connected to the thruster´s electrodes. An oscilloscope 
                         acquired the discharge current data. The impulse bits were 
                         measured using the inductances gradients calculated and with the 
                         analysis of the discharge current. A precision scale was used for 
                         measuring the propellant mass variation. Specific impulses were 
                         calculated using the mass variation and impulse bit. Results 
                         showed a DD-PPT with relative low performance with respect to 
                         impulse bit (47.4 \$\mu\$Ns) but very good performance with 
                         respect to specific impulse (3606 s). The energy distribution 
                         configuration that used less energy in the primary stage and a 
                         higher energy in the secondary stage was elected as the best 
                         one.",
            committee = "Marques, Rodrigo Intini (presidente/orientador) and Sandonato, 
                         Gilberto Marrega and Pessoa, Rodrigo S{\'a}vio",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Performance analysis of a double discharge pulsed plasma thruster 
                         by varying the energy distribution amongst its two stages",
             language = "pt",
                pages = "131",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3HJUT9L",
                  url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3HJUT9L",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}


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