An Improvement Study of Theoretical Model for a Needle Emitter Design of Field Emission Electric Thruster for CubeSat

Abstract

최근 세계적으로 초소형위성의 수요가 증가하면서 다양한 초소형위성용 추진시스템이 개발되고 있다. 그 중에서도 전계방출형(Field Emission Electric Propulsion, FEEP) 전기추력기는 단순성, 소형화, 고효율화 등의 이유로 초소형위성용 추진시스템으로 선호되고 있다. 기존 연구들을 조사한 결과, 전계방출형 전기추력기의 성능을 예측하기 위해 방출전류-인가전압 특성에 대한 이론모델이 관습적으로 사용되어 온 것을 발견하였다. 따라서 본 연구에서는 바늘형 방사기를 기반으로 이론모델을 유도해봄으로써 기존 이론모델에 포함된 오류를 확인하였고, 개연성을 검증하였다. 또한, 실험 측정결과와의 비교를 통해 기존 이론모델의 부정확성과 적용한계를 발견하였고, 이를 분석하여 정확도를 향상시키기 위한 개선된 이론모델을 정립 및 제안하였다. 개선된 이론모델의 사용을 통해 전계방출형 전기추력기의 성능 예측과 방사기 설계시 신뢰성이 향상될 수 있을 것으로 기대된다.