Übersicht

Das Hallionentriebwerk hat eine Zwischenstellung, es gehört je nach Sichtweise entweder zu den magnetoplasmadynamischen Antrieben oder zu den Ionentriebwerken. Das nachfolgende Bild stellt ein Hallionenbeschleuniger schematisch dar.

Die Elektroden sind so angeordnet, daß sich ein elektrisches Feld in z-Richtung ergibt. Durch eine geeignete Anordnung von Magnetfeldspulen mit Eisenkern wird ein möglichst radiales Magnetfeld erzeugt. Elektrisches Feld und Magnetfeld stehen somit senkrecht aufeinander und bewirken eine Gyrationsbewegung der Ladungsträger um die Magnetfeldlinien und eine Driftbewegung des Plasmas in azimutaler Richtung, sofern die Teilchen nur selten stoßen. Die Elektronen gyrieren mit wesentlich höherer Frequenz und bedeutend kleinerem Gyrationsradius als die Ionen auf Grund des großen Massenunterschiedes. Daher ist es möglich, die Gerätegeometrie und das Magnetfeld so zu dimensionieren, daß die Elektronen innerhalb des Gerätes gyrieren und "geschlossene" Driftbahnen beschreiben, die Ionen aber nur einen äußerst geringen Teil ihrer Gyrationsbahn zurücklegen, bevor sie das Gerät verlassen. Die Ionen werden daher durch das Magnetfeld nur unwesentlich beeinflußt, jedoch wie in einem Ionentriebwerk durch das elektrische Feld beschleunigt.

Die gyrierenden Elektronen sorgen für eine raumladungsfreie Beschleunigungsstrecke und wirken wie ein Extraktionsgitter. Da bei diesem Gerät, wie bei anderen IT, nur Ionen axial beschleunigt werden, müssen am Geräteende Elektronen zur Neutralisation zugegeben werden. Das Plasma muß nicht, wie in der Schemazeichnung dargestellt, durch einen Lichtbogen erzeugt werden, es gibt auch die Möglichkeit, ein Plasma zuzuführen, das durch eine Glimmentladung oder Hochfrequenz erzeugt wurde.

Hallionentriebwerk SPT-100 des Moscow Aviation Institute