Voir la source de Propulseur à effet Hall

[[Fichier:Xenon hall thruster.jpg|vignette|Propulseur Hall au [[xénon]] de {{unité|6|kW}} du ''[[Jet Propulsion Laboratory]]''.]]
[[Image:HallThruster 2.jpg|vignette|Propulseur à effet Hall de 2 kW du ''[[Princeton Plasma Physics Laboratory]]''.]]

Un '''propulseur à effet Hall''', parfois appelé ''{{lang|en|Stationary Plasma Thruster}}'' (SPT)<ref name="Choueri"/> ou '''moteur à plasma stationnaire''', est un type de propulseur à plasma (généralement de forme annulaire) qui utilise un [[champ électrique]] pour accélérer des [[ion]]s. Il est dit à [[effet Hall]] car il utilise un [[champ magnétique]] pour piéger les [[électron]]s qui servent à [[ionisation|ioniser]] un gaz. Ces ions sont alors accélérés et produisent une [[Poussée (aérodynamique)|poussée]]. Il entre dans la catégorie des [[Propulsion électrique (spatial)|propulseurs électriques pour systèmes spatiaux]].

Différents gaz peuvent servir dans ces types de propulseur. Parmi ceux-ci, le [[xénon]] est le plus couramment utilisé. Les autres gaz sont notamment le [[krypton]], le [[bismuth]], l'[[argon]], l'[[iode]], le [[magnésium]] et le [[zinc]].

Ces engins sont capables d'accélérer les gaz à une vitesse comprise entre {{unité|10|[[km/s]]}} et {{unité|80|km/s}}. La plupart des modèles se classent entre {{unité/2|15|et=30|km/s}}, pour des [[Impulsion spécifique|impulsions spécifiques]] respectives de {{formatnum:1000}} à {{unité|8000|secondes}} et {{formatnum:1500}} à {{unité|3000|secondes}}. La poussée pouvant être produite par les propulseurs à effet Hall varie en fonction de la [[puissance électrique]] qui leur sera fournie, par exemple une puissance de {{unité|1.35|[[kilowatt]]}} (kW) à {{unité|10|kW}} produit une [[Vitesse|vélocité]] de {{unité|10|km/s}} à {{unité|50|km/s}}, équivalent à une force de 40 à {{Unité|600|[[millinewton]]s}} (mN). Certains modèles à grande puissance dégagent une force de plus de 5,4 newtons<ref>{{Lien web|langue=en-gb|titre=Thruster for Mars mission breaks records {{!}} University of Michigan News|url=http://ns.umich.edu/new/releases/25192-thruster-for-mars-mission-breaks-records|site=ns.umich.edu|consulté le=2017-10-24}}.</ref> en laboratoire. De plus, des propulseurs ayant plus de {{unité|100|kW}} de puissance ont été démontrés avec le type au xénon.

La couleur résultante de l'excitation des atomes perceptible à la sortie du propulseur dépend du gaz utilisé. Ainsi, par exemple, le modèle au xénon produit une couleur bleutée.

Les applications de tels moteurs sont principalement le contrôle de l'orientation et de la position des satellites en orbite et aussi comme moteur primaire pour les robots spatiaux de taille moyenne.

== Histoire ==
L'application de la propulsion électrique a été proposée pour la première fois en 1906 par [[R. H. Goddard]]<ref name="boniface"/>. Les premières recherches ont été conduites dans les [[années 1960]] en [[Union des républiques socialistes soviétiques|URSS]] et aux [[États-Unis]]<ref>{{lien conférence|langue=en|prénom1 = G.|prénom2 = J.|prénom3 = T.|nom1 = Janes|nom2 = Dotson|nom3 = Wilson|titre = Momentum transfer through magnetic fields|conférence = Proceedings of third symposium on advanced propulsion concepts|volume = 2|date = 1962|lang= en|lieu = Cincinnati, OH, USA|pages = 153–175}}</ref>{{,}}<ref name="Janes">{{lien conférence|langue=en|prénom1 = RG.|nom1 = Meyerand|titre = Momentum Transfer Through the Electric Fields|conférence = Proceedings of Third Symposium on Advanced Propulsion Concepts|volume = 1|date = 1962|lang= en|pages = 177–190|lieu = Cincinnati, OH, USA}}</ref>{{,}}<ref name="Seikel">{{lien conférence|langue=en|prénom1 = GR.|nom1 = Seikel|titre = Generation of Thrust – Electromagnetic Thrusters|conférence = Proceedings of the NASA-University Conference on the Science and Technology of Space Exploration|volume = 2|date = 1962|lang= en|pages = 171–176|lieu = Chicago, IL, USA|url = https://archive.org/stream/nasa_techdoc_19630001628/19630001628}}</ref>.

Les principaux développements et optimisations d'un dispositif fonctionnel ont été réalisés par des équipes de recherches russes conduites notamment par {{lien|langue=ru|trad=Морозов, Алексей Иванович|fr=Alexey I. Morozov}} dans les [[années 1970]] qui ont mené à deux différents modèles :

* Propulseur à large zone d'accélération, le SPT ({{lang-ru|СПД, стационарный плазменный двигатель}}, {{lang-en|SPT, Stationary Plasma Thruster}}) développé par [[OKB Fakel]]
* Propulseur à étroite zone d'accélération, le TAL ({{lang-ru|ДАС, двигатель с анодным слоем}}, {{lang-en|TAL, Thruster with Anode Layer}}<ref name= Choueri>{{Lien web |langue=en |titre=Fundamental Difference between the Two Variants of Hall
Thrusters: SPT and TAL |url=http://alfven.princeton.edu/papers/EYCJPC01.pdf |date=AIAA-2001-3504|auteur=Edgar Y. Choueiri |site= |consulté le=3 mars 2016|brisé le = 2023-12-01}}.</ref>) développé au ''[[NII-88|Central Research Institute for Machine Building]]'' (TsNIIMASH).

Le modèle SPT a été en grande partie conçu par Morozov<ref>{{Lien archive|langue=en|horodatage archive = 20040228215222|url=http://fluid.ippt.gov.pl/sbarral/hall.html|titre = Hall thrusters|date = 2004-01-14|consulté le = |website = |lang= en |nom = |prénom = }}</ref>{{,}}<ref name="Morozov_PPR">{{article|langue=en|url = |titre = The conceptual development of stationary plasma thrusters|nom = Morozov|prénom = A.I.|date = mars 2003| lang= en|journal = Plasma Physics Reports|consulté le = |doi = 10.1134/1.1561119|pages = 235–250|périodique = Nauka/Interperiodica|bibcode = 2003PlPhR..29..235M |numéro = 3|volume = 29}}</ref>. Dès cette époque, l'URSS a commencé à en équiper certains [[satellite artificiel|satellites]], où ils étaient principalement utilisés pour stabiliser ces derniers dans les directions nord-sud et est-ouest.
[[Image:Russian stationary plasma thrusters.jpg|vignette|Propulseurs SPT soviétiques et russes.]]
Le premier système SPT à avoir opéré dans l'espace était un SPT-50 à bord d'un [[Meteor (satellite)|satellite ''Meteor'']] lancé en {{date-|décembre 1971}}<ref>{{ouvrage|langue=en|nom=Turner, Martin J. L. |titre=Rocket and Spacecraft Propulsion: Principles, Practice and New Developments, page 197|url=https://books.google.com/books?id=xBYYasVPpvAC&pg=PA197&lpg=PA197 |éditeur=Springer Science & Business Media | date=5 novembre 2008| consulté le=28 octobre 2015}}</ref>. À partir de ce moment jusqu'aux années 1990, 118 moteurs SPT ont complété leur mission et une cinquantaine d'entre eux sont encore en exploitation. La première génération de propulseurs, le SPT-50 et le SPT-60, produisaient respectivement 20 et {{Unité|30|mN}} de poussée. En 1972, le SPT-70 et le SPT-100 ont été introduits, leur force de propulsion était de 40 et {{Unité|83|mN}}. La [[Russie]] post-soviétique a développé le [[SPT-140]], le SPT-160, le SPT-200, le T-160 et le SPT-35 (de plus faible puissance, i.e. moins de {{Unité|500|W}})<ref name="NK">{{lien web|url=http://novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/198/35.shtml|titre=Native Electric Propulsion Engines Today|éditeur=Novosti Kosmonavtiki|date=1999|numéro=7|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110606033558/http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/198/35.shtml|archivedate=6 juin 2011|langue=ru|brisé le = 2023-12-01}}.</ref>.

Les propulseurs de types TAL des russes et soviétiques incluaient le D-38, D-55, D-80 et D-100<ref name="NK"/>. Plus de 200 de ces machines ont été lancées avec des satellites russes/soviétiques dans les 30 dernières années{{refsou}}. Aucune défaillance ne s'est produite en orbite{{refsou}}. Ces engins sont encore utilisés par les unités spatiales russes et ont aussi volé avec des machines européennes et américaines.

Les propulseurs produits par les soviétiques ont été utilisés en Occident en 1992 après qu'une équipe de spécialistes en propulsion électrique venant du ''[[Jet Propulsion Laboratory]]'', du ''[[Glenn Research Center]]'' et de l'''[[Air Force Research Laboratory]]'', soutenue par la ''{{Lien|langue=en|fr=Ballistic Missile Defense Organization}}'', aient visité les laboratoires russes et évalué expérimentalement le SPT-100 (propulseur de {{unité|100|mm}} de diamètre).

Depuis leur introduction en Occident dans les années 1990, ces réacteurs ont été le sujet d'un grand nombre de recherches par des institutions gouvernementales, mais également par des industries privées telles [[Aerojet]] et ''{{Lien|langue=en|fr=Busek}}'' aux États-Unis et ''[[Snecma]]'' en [[France]] et en [[Italie]]<ref>{{en}} [http://www.alta-space.com ALTA]</ref>. En [[Turquie]], ''{{Lien|langue=en|fr=TÜBİTAK Space Technologies Research Institute}}'' a récemment développé un prototype de propulseur à effet Hall<ref>{{lien web|langue=en|titre= http://uzay.tubitak.gov.tr/en/uydu-uzay/hale TÜBITAK Hale|url= http://uzay.tubitak.gov.tr/en/uydu-uzay/hale TÜBITAK Hale| lang= en}}.</ref>{{,}}<ref>{{lien web|langue=en|titre= http://plasmacongress.org/dosya/PlasmatechPaper.pdf Plasmacongress |url= http://plasmacongress.org/dosya/PlasmatechPaper.pdf Plasmacongress| lang= en}}.</ref>.

L'[[Agence spatiale européenne]] a utilisé l'un de ces réacteurs lors de la mission lunaire [[SMART-1|Smart-1]] en 2003.

Le premier propulseur à effet Hall américain à voler est le Busek BHT-200, installé sur l'unité spatiale de démonstration {{Lien|langue=en|fr=TacSat-2}}. Le premier à effectuer une véritable opération a été l'Aerojet BPT-4000, installé sur un [[satellite géostationnaire]] militaire de l'''[[Advanced Extremely High Frequency]]'' lancé en {{date-|août 2010}}. Avec ses {{unité|4.5|kW}}, le BPT-4000 est l'engin de ce type le plus puissant à avoir volé dans l'espace. Ce réacteur, en plus de s'occuper de la stabilisation de l'engin, a la capacité de modifier l'orbite du véhicule.

Depuis le premier lancement en 1971, plus de 240 de ces réacteurs ont volé dans l'espace<ref name=meyer>{{en}}
{{NASA
|article=In-space propulsion systems roadmap (avril 2012)
|url=http://www.nasa.gov/pdf/501329main_TA02-ID_rev3-NRC-wTASR.pdf
|author=Mike Meyer {{et al.}}}}</ref>.

== Principe de fonctionnement ==
=== Description géométrique ===
[[Image:Propulseur à effet Hall.svg|vignette|upright=1.6|Schéma d'un propulseur à effet Hall présentant une vue coupée d'un appareil radialement symétrique.]]

Un SPT est constitué de deux [[cylindre]]s en [[céramique]] imbriqués d'environ {{unité|10|cm}} de [[diamètre]]<ref name="SPT"/>. À l'intérieur du cylindre interne et à l'extérieur du cylindre externe on trouvera des [[Bobine (électricité)|bobinages]]. Ils servent à générer un intense champ magnétique [[radial]] dans la zone de sortie du propulseur. Au fond de l'espace intra-cylindrique se trouve une [[anode]] avec le système d'injection du gaz. Une [[cathode]] creuse se situe à l'extérieur des cylindres. La pointe centrale forme un des pôles de l'[[électroaimant]] entouré par un espace annulaire, puis par la partie extérieure de l'électroaimant.

=== La physique ===
[[Image:Spt.png|vignette|upright=1.3|Schéma de principe d'un propulseur à effet Hall.]]
[[Image:NASA-457M Hall thruster.jpg|vignette|Photographies du propulseur à effet Hall à grande puissance NASA-457M, {{unité|50|kW}} avec une poussée maximale de 2,3 N pour une force d'environ {{Unité|76,4|mN/kW}}<ref>{{lien web|langue=en|url= http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20120014613|titre= http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20120014613|lang= en}}.</ref>]]

Le principe de fonctionnement des propulseurs à effet Hall est l'utilisation du [[potentiel électrique|potentiel électrostatique]] pour accélérer des ions à de très grandes vitesses. Dans ces réacteurs, les [[charge électrique|charges]] attractives (chargées négativement) sont fournies par un plasma d'électrons à l'ouverture extérieure du réacteur. Un champ magnétique radial d'environ 100 à {{Unité|300|[[Gauss (unité)|gauss]]}} (0,01-{{Unité|0,03|[[Tesla (unité)|T]]}}) est utilisé pour confiner les électrons, où la combinaison des champs magnétique radial et électrique axial a pour conséquence de mouvoir les électrons selon le [[Effet Hall|courant de Hall]], d'où provient le nom de l'appareil.

Un potentiel électrique de 150 à 800 [[volt]]s est appliqué entre l'anode et la cathode. Ensuite, un gaz propulsif, tel le xénon, est injecté à travers l'anode (généralement une quantité de {{unité|5|[[milligramme|mg]]/s}}<ref name="boniface"/>), constituée d'une grille trouée maintenue à un haut voltage et faisant office de distributeur de gaz. Le xénon est généralement choisi car il représente un bon compromis entre une [[masse atomique]] élevée et une faible [[ionisation|énergie d'ionisation]] (~12 [[électron-volt|eV]]). Lorsque les atomes du propulsif circulent dans la chambre du propulseur, ils sont ionisés par des électrons libres de hautes énergies (allant de {{unité/2|10|à=40|eV}} ou 10 % de l'énergie de décharge). Une fois ionisés, les atomes portent une [[charge élémentaire|charge]] +1, toutefois environ 20 % auront une charge +2.

Les ions sont alors accélérés par le champ électrique entre l'anode et la cathode. Par exemple, pour un voltage de {{unité|300|V}}, les ions atteignent des vitesses d'environ {{unité|15|km/s}} pour une [[impulsion spécifique]] de {{unité|1500|secondes}}. À la sortie du propulseur, les ions sont neutralisés par la cathode, qui rejette des électrons en quantité égale, créant un plasma à charge nulle.

Le champ magnétique radial est spécifiquement calibré pour dévier fortement les électrons, qui ont de faibles masses, mais non les ions plus lourd, qui ont un plus grand [[rayon de Larmor]] et sont donc plus difficiles à dévier. La majorité des électrons sont maintenus en orbite dans la région du champ magnétique radial, proche du plan de sortie du propulseur, piégés par la [[force de Lorentz]] :

<math>\vec{F} = q \vec{E} + q \vec{v} \wedge \vec{B}</math>

où ''q = -e , <math>\vec{v}</math> = vitesse (m/s), <math>\vec{B}</math> = champ magnétique (T) et <math>\vec{E}</math> = champ électrique (V/m)''

Leurs trajectoires s'enroulent alors autour des [[Ligne de champ|lignes de champ]] radiales<ref>http://profs.cmaisonneuve.qc.ca/svezina/nyb/note_nyb/NYB_XXI_Chap %204.2a.pdf</ref>. En approchant un bord du canal, la topologie magnétique est telle que les lignes de champ se resserrent, et le champ devient localement plus intense. Cette particularité donne un effet de [[miroir magnétique]] qui va renvoyer l'électron vers le centre du canal (vers l'anode), où le même phénomène de « rebond » aura lieu. Les électrons vont alors voyager entre les deux cylindres.

Pendant leur voyage entre les parois, les électrons vont effectuer des collisions avec les atomes du gaz. Par contre, les chocs avec les parois vont conduire à différents phénomènes (selon l'énergie de l'électron) comme l'[[émission secondaire]] électronique. Environ 20 à 30 % du courant de décharge est utilisé pour former le courant d'électron, qui ne produit pas de poussée, limitant ainsi le [[rendement énergétique]] du système. Les 70 à 80 % restant servent à la propulsion ionique. En raison de la capture des électrons dans le courant de Hall, ils demeurent un certain temps dans le canal du propulseur, plus que les ions, et cela leur permet d'ioniser la quasi-totalité des atomes du propulsif, pour un total de 90-99 % de rendement massique d'utilisation. Par exemple, un propulseur ayant un rendement massique de 90 %, combiné à un rendement énergétique de 70 % forme un réacteur avec un rendement global de 63 % (90 % × 70 %). Les montages les plus modernes atteignent des rendements aussi hauts que 75 % dans les conceptions les plus avancées.

Comparée aux fusées à [[propulsion chimique]], la poussée est très faible, de l'ordre de {{unité|83|mN}} pour un appareil fonctionnant à {{unité|300|V}} et d'une puissance de 1,5 kW. En comparaison, le poids d'une [[pièce de monnaie]] comme le [[pièce de 20 centimes d'euro|20 centimes d'euro]] est approximativement de 60 mN. Cependant, ce type de réacteur opère à une impulsion spécifique élevée (> {{unité|1000|s}}), typique des propulseurs électriques.
[[Fichier:Electrostatic ion thruster-en.svg|vignette|upright=1.5|Schéma d'un propulseur ionique à grille.]]
Un avantage des propulseurs à effet Hall par rapport aux [[Moteur ionique|propulseurs ioniques à grille]] est que l'accélération des ions se déroule dans un plasma pratiquement neutre, ce qui empêche la formation d'un [[Charge d'espace|nuage d'électrons]] qui entraverait le passage du courant d'électrons, réduisant l'efficacité du propulseur. Cela permet une conception de taille plus petite que son homologue à grille. Un autre avantage est que ces réacteurs peuvent utiliser différents types de propulsifs à l'anode, même l'[[oxygène]] si une substance facilement ionisable est présente à la cathode pour équilibrer les charges à la sortie du réacteur (5 % de la quantité injectée<ref name="SPT">{{lien web|langue=en|url = http://www.permanent.com/space-transportation-electric.html#how-russ|titre = Hall-Effect Stationary Plasma thrusters|date = |lang= en|consulté le = 2014-06-16|site = Electric Propulsion for Inter-Orbital Vehicles|éditeur = |nom = |prénom = }}[http://www.permanent.com/t-el-iov.htm#how-russ <!-- Bot generated title -->]</ref>).
 
Les bobines constituant le propulseur servent à générer un champ magnétique radial qui augmente progressivement en s'éloignant de l'anode, pour atteindre son maximum à la sortie du propulseur et ensuite diminuer à l'extérieur. De plus, de par la configuration des bobines suivant les types de propulseurs, le champ magnétique a une composante longitudinale variable mais toujours non nulle. Cette dernière est quand même très inférieure à la composante radiale. Ce champ longitudinal, même faible, induit une déformation des lignes de champ magnétique notamment au niveau du plan de sortie. Ces déformations conduisent à la création d'une sorte de [[lentille magnétique]] qui fait diverger le faisceau ionique. Ce phénomène dégrade les performances générales du propulseur. Il a deux effets :
* l'[[érosion]] des parois en céramique ;
* la diminution de la poussée (le faisceau d'ions est moins « concentré »).

== Applications et recherches actuelles ==
Les propulseurs à effet Hall ont une faible [[poussée]] (quelques centaines de [[Newton (unité)|mN]]). Ils sont surtout utilisés pour :
* le maintien en orbite de satellite ;
* les transferts d'orbites ;
* la propulsion de sonde spatiale.

Comme ordre de grandeur de <math>\scriptstyle\Delta{v}</math> pour les principales missions demandées à un propulseur durant sa durée de vie, la correction de l'orbite d'un satellite géostationnaire demande un différentiel de vitesse de {{unité|15|m/s}} par an, alors que le contrôle Nord-Sud et Est-Ouest demande entre {{unité/2|50|–=150|m/s}} par an. Quant à lui, le transfert d'orbite demande plus de {{unité|1500|m/s}} par an<ref name="boniface"/>.

Le SPT est intéressant pour, notamment, les satellites de télécommunications. Par rapport à un propulseur chimique, il permet d'économiser environ 20 % du poids sur un satellite de {{unité|3500|kg}} et bénéficie d'une durée de vie de plus de {{unité|7000|heures}}. La réduction du poids représente un très grand avantage, car cela permet d'augmenter la charge utile du satellite et permet une économie significative<ref name="boniface">{{Lien web |langue=fr |auteur=Claude Boniface
|titre=Modélisation et diagnostic d'un propulseur à effet Hall
pour satellites |url=https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00164160/document |date= 19 juillet 2007 |site=Archives-ouvertes.fr |consulté le=21 mars 2016}}. {{p.|8}} et 11</ref>. De plus, sa conception est plus simple et offre une meilleure fiabilité que son rival à propulsion chimique, car il s'agit de [[Circuit électrique|circuits électriques]] simples plutôt que de pompes et moteurs hautes performances plus complexes<ref name="SPT"/>.
[[Image:Snecma PPS 1350 Bourget 2007.jpg|vignette|Deux Snecma PPS 1350 au [[Salon du Bourget]] 2007]]
Le système de {{Lien|langue=en|trad=solar electric propulsion|fr=propulsion électrique solaire}} du satellite [[SMART-1]], construit par l'[[Agence spatiale européenne]], utilisait un propulseur Snecma [[PPS-1350]]-G<ref name="Cornu, N. 2007">{{lien conférence|langue=en|doi = 10.2514/6.2007-5197|titre = PPS®1350 Qualification Demonstration: 10500 hrs on the Ground and 5000 hrs in Flight|nom1 = Cornu|prénom1 = Nicolas|prénom2 = Frédéric|nom2 = Marchandise|nom3 = Darnon|prénom3 = Franck|nom4 = Estublier|prénom4 = Denis|conférence = 43rd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit|lieu = Cincinnati, OH, USA|date = 2007}}</ref>. Smart-1 était une mission de démonstration technologique qui a orbité la Lune. Cette utilisation du PPS-1350-G, qui a commencé le {{date-|28 septembre 2003}}, était la première utilisation d'un propulseur Hall en dehors d'une [[orbite géostationnaire]]. Comparativement à ses semblables utilisés à des fins commerciales, le propulseur du Smart-1 avait la capacité de réguler sa puissance, son impulsion spécifique et sa poussée<ref>{{article|langue=en|titre=Ion engine gets SMART-1 to the Moon: Electric Propulsion Subsystem  |url=http://www.esa.int/esaMI/SMART-1/SEMLZ36LARE_0.html#subhead2 |date=31 août 2006|consulté le=2011-07-25 |périodique=[[Agence spatiale européenne|ESA]]}}</ref>.
* Puissance de décharge : {{unité/2|0.46|–=1.19|kW}}
* impulsion spécifique : 1100s-1600s
* Poussée : 30-70 mN

Un dérivé de ce propulseur, le PPS 1350-E, produisait une poussée 50 % plus élevée en fonctionnant avec les mêmes interfaces mécaniques<ref>{{Lien web |langue=fr|titre= PPS 1350-E|url=http://www.snecma.com/fr/moteurs-spatiaux/satellites/pps-1350-e |site=snecma.com |consulté le=21 mars 2016}}.</ref>.

Plusieurs recherches sont en cours concernant ce type de propulseur. En France, elles sont menées principalement par l'[[Office national d'études et de recherches aérospatiales|ONERA]], le [[Centre national de la recherche scientifique|CNRS]], le [[Laboratoire de physique des plasmas]] et le [[Centre national d'études spatiales|CNES]]. Elles visent principalement à optimiser la technologie, notamment en améliorant le rendement. Ces recherches passent par la compréhension de la [[physique]] interne ([[phénomène de transfert|phénomène de transport]] de [[particule subatomique|particules]], [[physique des plasmas]]) grâce à la [[simulation numérique]] et à l'expérimentation en caisson à [[Vide (physique)|vide]].

== Propulseur cylindrique ==
[[File:Hall Effect Thruster in a vacuum chamber.jpg|thumb|Propulseur ExoMG™ - nano (60W) de [[Exotrail]] tirant dans une cuve à vide]]

Même si les propulseurs annulaires ont un régime de puissance efficace, ils deviennent inefficaces lorsqu'ils sont réduits à de petites tailles. Le problème est notamment causé par l'augmentation de la force du champ magnétique qu'il faut appliquer pour un canal rétréci, afin que la performance de l'appareil demeure constante. L'idée était de pouvoir produire un propulseur à effet Hall qui pouvait opérer sous une puissance d'environ {{unité|100|W}} jusqu'à {{unité|1|kW}}  en maintenant une efficacité de 45-55 %<ref>{{lien web|langue=en|nom=Polzin, K. A.; Raitses, Y.; Merino, E.; Fisch, N. J.|titre=Preliminary Results of Performance Measurements on a Cylindrical Hall-Effect Thruster with Magnetic Field Generated by Permanent Magnets|url=http://hdl.handle.net/2060/20090014067|série=NASA Technical Reports Server|éditeur=Princeton Plasma Physics Laboratory|consulté le=17 octobre 2011}}.</ref>.


De là a émergé le propulseur cylindrique qui, en raison de la forme de sa chambre de décharge non conventionnelle et du profil du champ magnétique qu'il produit, a la capacité d'être adaptable à petite échelle<ref>{{lien web|langue=en|nom=Y. Raitses and N. J. Fisch|titre=Parametric Investigations of a Nonconventional Hall Thruster|url=http://htx.pppl.gov/publication/Journal/CHT_PoP_2001.pdf|éditeur=Physics of Plasmas, 8, 2579 (2001)}}.</ref>{{,}}<ref>{{lien web|langue=en|nom=A. Smirnov, Y. Raitses, and N.J. Fisch|titre=Experimental and theoretical studies of cylindrical Hall thrusters|url=http://htx.pppl.gov/publication/Journal/CHT_Artem_PoP2007.pdf|éditeur=Physics of Plasmas 14, 057106 (2007)}}.</ref>{{,}}<ref name=NTRS>{{lien web|langue=en|nom=Polzin, K. A.; Raitses, Y.; Gayoso, J. C.; Fisch, N. J.|titre=Comparisons in Performance of Electromagnet and Permanent-Magnet Cylindrical Hall-Effect Thrusters|url=http://hdl.handle.net/2060/20100035731|série=NASA Technical Reports Server|éditeur=Marchall Space Flight Center|consulté le=17 octobre 2011}}.</ref>.

== Notes et références ==
{{références|taille=35}}
{{Traduction/Référence|en|Hall-effect thruster|712307383}}

== Voir aussi ==
{{Autres projets|commons=category:Hall effect}}

{{Palette|Propulsion spatiale}}

{{Portail|astronautique}}

[[Catégorie:Moteur ionique]]
[[Catégorie:Machine électrique]]
[[Catégorie:Électrostatique]]