ECR离子推力器中高能电子的微波功率吸收
等离子体物理
2019-12-19 v1
摘要
为了进行性能测量并为其改进提供信息，研究了日本小行星探测器Hayabusa和Hayabusa2所采用的mu10 ECR离子推力器的微波功率吸收效率。基于磁场特性，提出了详细描述真实ECR等离子体放电中局域电子行为的模型。提出了三种评估微波功率吸收效率的方法：基于腔体几何与磁场特性的估算、基于性能参数的测量以及使用Langmuir探针的测量。每种方法所用方程均经解析推导。通过Langmuir探针实验验证了局域电子行为模型。利用提出的两种独立方法测量了微波功率吸收效率。两次实验结果彼此之间以及与理论均吻合良好。最后，提出了一种解释腔体内观测到的不同电子温度分布的扩散模型。该模型与实验阐明了先前观测到的性能变化背后的物理机制，并为未来腔体改进提供了有价值的线索。
引用
@article{arxiv.1912.08201,
title = {Microwave power absorption to high energy electrons in the ECR ion thruster},
author = {Giulio Coral and Ryudo Tsukizaki and Kazutaka Nishiyama and Hitoshi Kuninaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.08201},
year = {2019}
}