Development of a Flight Ready Pulsed Plasma Thruster Propulsion System

Das Ziel der Arbeit war es, ein flugfähiges miniaturisiertes PPT-Antriebssystem inklusive Power Processing Unit (PPU) für CubeSat-Anwendungen zu entwickeln. Der gewählte Ansatz basiert auf einem hybriden Design, welches sowohl magnetoplasmadynamische als auch thermische Beschleunigungseffekte nutzt. Insgesamt wurden fünf skalierte PETRUS-Versionen untersucht. Die Triebwerksfamilie bestand daher zum Zeitpunkt des Abschlusses dieser Arbeit aus PETRUS 1J, PETRUS 5J, PETRUS 17J, PETRUS 34J und PETRUS 68J. Aufbauend auf PETRUS 5J zeigten die Ergebnisse der Hochskalierung unter bestimmten Bedingungen ein einheitliches Verhalten der Triebwerke. Dadurch war es möglich, ein PETRUS 1J-Triebwerk für die GreenCube-Mission der Universität von Rom auszulegen, zu bauen und zu testen. Das Triebwerk war weitestgehend mittels additiver Herstellungsverfahren gefertigt worden. Dieses PETRUS 1J-System besteht aus einem Cluster von vier Triebwerken inklusive einer PPU. Mit dem Erstflug der VEGA-C-Rakete startete die GreenCube-Mission am 13. Juli 2022 von Französisch-Guayana. Das PETRUS 1J-Antriebssystem wurde am 26. August 2022 erstmals erfolgreich im Weltraum in Betrieb genommen.