Desenvolvimento e Caracterização de Propulsores de Plasma Pulsados para Aplicações em Pequenos Satélites

A maior eficiência de transferência de momento, ou Impulso Específico (Isp), da Propulsão Elétrica (PE) leva a economias substanciais de massa de propelente, resultando em maiores frações de carga útil ou, alternativamente, menores custos de lançamento para um determinado tamanho de carga, tornando-a atraente para vários tipos de missão. O uso de PE pode ser especialmente benéfico no caso de pequenas naves espaciais, com limitações substanciais de massa e volume. Nesses casos, porém, atenção redobrada deve ser dada à miniaturização de todos os subsistemas. Um prêmio é, portanto, colocado em sistemas de propulsão que não são apenas de alto desempenho, mas também simples, com um número reduzido de peças, e robustos. Um sistema de propulsão que atende a todos os requisitos acima é o Propulsor de Plasma Pulsado Ablativo (Ablative Pulsed Plasma Thruster-APPT), que usa um polímero sólido como propelente, geralmente Politetrafluoretileno (PTFE). Tais sistemas possuem um bom histórico de aplicações e apesar de terem, geralmente, uma eficiência energética bastante baixa (<10%) seu projeto e custo relativamente simples, sua robustez, a ausência de tanques, tubulações e peças móveis em geral os tornam realmente pouco propensos a mau funcionamento e falhas, e justificam seu uso em muitas aplicações. APPTs são fáceis de miniaturizar, mesmo para níveis de potência extremamente baixos. Isso causou um ressurgimento do interesse em APPTs na década de 1990 e os tornou ainda mais atraentes nos últimos anos, à medida que satélites cada vez menores, e ao mesmo tempo capazes de executar missões cada vez mais ambiciosas, foram construídos e lançados. O desenvolvimento de pequenos APPTs para uso em nanosatélites e CubeSats é, assim, importante para possibilitar uma variedade de missões satelitais de grande interesse e de baixo custo. UnB, INPE, UFMG e UFSC formam um time de grande capacidades e recursos para alcançar esse objetivo, com um esforço conjunto experimental, teórico e numérico.