A joint programme, involving research laboratories from CNRS (Centre Nationalde le Recherche Scientifique) and ONERA (Office National de RecherchesAérospatiales), was developed in France in connection with the French SpaceAgency (CNES) and industry (SNECMA) for the understanding of Hall-effectplasma thrusters. Different activities are pursued in parallel: anexperimental test of different laboratories' thrusters; the development ofdiagnostic techniques to characterize the plasma inside and outside thethrusters; and the development of simulation and modelling able to describecharacteristics and evaluate the thrusters' performances.This paper will be focused on diagnostics systems implemented in the PIVOINEfacility. Time- and space-resolved measurements of the ion beam energy,distribution electron density and concentration in the plume are performedwith a retarding potential analyser (RPA) and Langmuir probes mounted on a2.5 m movable drive. The thruster can be moved axially to allow a40×90 cm2 exploration of the plume. The investigation of theplasma inside the thruster is made by optical diagnostics. A CCD camera usedin fast imaging mode is set outside the tank. The 45° sight axis allowsan internal view of the thruster's channel. Furthermore, a spectroscopicanalysis is made by focusing the channel's light to a set of optical fibresconnected to an imaging spectrometer equipped with a CCD camera. A specificlaboratory thruster of 100 mm external diameter called SPT100-ML was studiedin more detail, this model being designed to allow the implementation ofoptical fibres and wall probes diagnostics inside the channel's thruster. Thestationary plasma thruster discharge is almost always characterized bylow-frequency instabilities of the order of 10 kHz where the discharge currentcan reach a very high instantaneous level. The variation of the discharge andion beam flux currents has been related to the spatiotemporal dynamic of theplasma inside the thruster's channel. The main features are explained by aone-dimensional (1D) hybrid model and a 1D particle-in-cell-Monte Carlomodel. A new thruster, working at a very low fluctuation level with a lowangular divergence ion beam, is now under investigation in connection withSNECMA.
フランス国立科学研究センター（CNRS）とフランス国立航空宇宙研究所（ONERA）の研究所が関与する共同プログラムが、フランス宇宙機関（CNES）および産業界（SNECMA）と連携して、ホール効果プラズマスラスタの理解を目的としてフランスで開発された。異なる活動が並行して進められている：異なる研究所によるスラスタの実験的試験、スラスタ内部および外部のプラズマを特性評価するための診断技術の開発、ならびにスラスタの性能を記述・評価できるシミュレーションとモデリングの開発。本論文は、PIVOINE施設に実装された診断システムに焦点を当てる。イオンビームのエネルギー、電子密度分布、およびプルーム内の濃度の時間・空間分解測定は、2.5 mの可動式駆動装置に搭載された遅延電位分析器（RPA）とラングミュアプローブを用いて実施される。スラスタは軸方向に移動可能であり、プルームの40 cm×90 cmの探査が可能となる。スラスタ内部のプラズマの調査は、光学診断によって行われる。高速撮像モードで使用されるCCDカメラは、タンク外に設置される。45°の視線軸により、スラスタのチャネル内部の観察が可能となる。さらに、分光分析は、チャネルの光を一組の光ファイバーに集光し、CCDカメラを備えたイメージング分光器に接続することによって行われる。SPT100-MLと呼ばれる直径100 mmの特定の実験用スラスタが、より詳細に研究された。このモデルは、チャネル内部での光ファイバーおよび壁面プローブ診断の実装を可能にするように設計されている。定常プラズマスラスタの放電は、ほぼ常に、放電電流が非常に高い瞬時値に達し得る約10 kHzの低周波不安定性によって特徴づけられる。放電電流およびイオンビーム電流の変動は、スラスタチャネル内部のプラズマの時空間ダイナミクスと関連づけられている。主な特徴は、一次元（1D）ハイブリッドモデルおよび1D粒子・セル（PIC）モンテカルロモデルによって説明される。低い変動レベルと低い角度発散のイオンビームを特徴とする新しいスラスタが、現在SNECMAと連携して調査されている。