Simulações numéricas do experimento de propulsor de plasma helicoidal sob diferentes configurações magnéticas

Abstract

Este trabalho descreve uma investigação numérica dos efeitos do campo magnético em um Propulsor de Plasma Helicon (HPT). Esse tipo de propulsor não é correlacionado aos que utilizam aceleraçao de íons com alta voltagem ou feixes neutralisadores, devido às restrições que eles impõe quanto ao tempo de vida útil dos compnentes do motor. O HPT realiza a produção de plasma, ou seja, excitação das partículas, através de uma antena de radio frequência (RF). O plasma está contido em um meio tublar com o material dielétrico, em contato com duas flanges com material de caraterística condutora. O campo magnético, gerado por bobinas, tem o intuito de manter seus valores constantes ao longo do tubo e que divergem no fim do sistema. Ao entrar em contato com o campo magnético, o plasma gera estruturas de campo internas, as quais podem ser utilizadas para controle de potência de acoplamento e a taxa de difusão na seção de saída do sistema. Os métodos proposto no trabalho propõem uma análise númerica, em conjunto com uma parte expertimental, do própio campo magnético. Esses dados podem ser utilizados para validar o motor em fase de experimentos do Laboratório de Física dos Plasmas (LPF) do Instituto de Fisica da Universidade de Brasília. A análise numérica tenta, através da teoria de objetos orientados e auxílio da teoria de elementos finitos, se aproximar das interações das partículas com diversos campos magnéticos impostos ao longo do trabalho e foram realizados no Laboratório de simulação de Plasma e Propulsão Espacial. Essas interações serão de essencias para que se possa, em conjunto com uma futura investigação experimental, definir quais parâmetros que faltam para validar o motor experimental do LP.