Двигатель на эффекте Холла

Холловский двигатель состоит из кольцевой камеры между анодом и катодом, вокруг которой расположены магниты. С одной стороны в камеру подаётся рабочее тело, с другой стороны происходит истекание плазмы. Нейтрализация положительного заряда плазмы производится электронами, эмитируемыми с катода.

По принципиальной схеме холловские двигатели делятся на двигатели с анодным слоем (ДАС) и с протяжённой зоной ускорения (СПД).

Между анодом и катодом поддерживается электрическое напряжение. В кольцевую камеру подаётся рабочее тело (например, ксенон). Под действием электростатического поля ионы разгоняются в осевом направлении. В радиальном направлении действует магнитная сила, которая в соответствии с эффектом Холла приводит к появлению тока в азимутальном направлении (замкнутый дрейф электронов в скрещённых электрическом и магнитном полях под действием силы Лоренца). Такое движение электронов обеспечивает дополнительную ионизацию рабочего тела, а также снимает ограничение по плотности ионного тока, характерное для обычного ионного двигателя, и позволяет достичь относительно высоких массовых расходов рабочего тела, и, как следствие, тяги двигателя^[1].

Применение холловских двигателей в СССР началось в 1972 году. Их серийное производство налажено в 1982 году^[2]. Наиболее современным из этих двигателей является SPT-140, в 2017 году выведший на целевую орбиту спутник Eutelsat 172B^[3].

В 2017 году на орбиту запущен спутник VENµS с установленным на нём холловским двигателем нового поколения производства израильской компании «Рафаэль».

Спутники Starlink оснащены двигателями, работающими на эффекте Холла, с использованием криптона в качестве рабочего тела^[4].

Разработанный в МАИ двигатель HT-1000 на эффекте Холла предназначен для синхронизации орбитальных параметров многоспутниковых группировок; он может применяться для подъёма орбиты, разведения аппаратов после группового запуска и сведения их с орбиты в конце эксплуатации^[5].