JP2002504968A - ホール効果プラズマスラスター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に人工衛星（１Ａ）の制御用のホール効果反動推進エンジン（スラスター）（３Ａ）は、人工衛星又は宇宙船などを操舵するために、磁界を適切に調整することによって、推進力を作り出すのに用いられるイオンの流れを偏向させる。イオンはチャンネル（２０）に沿って加速されるが、このチャンネルは、偏向によって起こるかもしれない腐食を避けるため、その開放端が外側に拡開しているのが好ましい。チャンネル（２０）を取り巻く外側磁極を分離したセクターに分割し、これらセクターの回りに個別の電気コイル（１８、１９）を巻き付けることによって磁界の調整を行うのが望ましい。磁界を適切に調整するために、個々のコイル（１８、１９）を流れる電流の制御が用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】 ホール効果プラズマスラスター発明の分野 この発明は、閉鎖電子ドリフトスラスターとして知られているホール効果プラ ズマスラスター（反動推進エンジン）に関する。本発明は、地球周回軌道上での 位置調整を助けたり、これらを所期の軌道まで移動させたり、長期のミッション 中に宇宙船を推進するための人工衛星や宇宙船の反動推進エンジンの設計を考え たときに生まれた。発明の背景 従来のホール効果スラスター（反動推進エンジン）は、スラスターの軸の回り に円周方法に延び且つ閉鎖端から開放端へと軸線方向に延びる環状加速チャンネ ルを有している。通常、アノードは該チャンネルの閉鎖端に位置し、また、カソ ードは、チャンネルの開放端に近接して、その外側に位置している。チャンネル の中に例えばキセノンガス等の推進薬を導入するための手段が設けられており、 これは、アノード自身又はアノードに近接して形成された通路を通して行われる ことが多い。磁力系は、チャンネルを横切る半径方向に磁界を印加することによ り、カソードから放出された電子を、該チャンネルの回りで円周方向に運動させ る。カソードから放出された電子の全部ではないが、その幾らかは、チャンネル の中を通ってアノードに向けて引き寄せられる。半径方向の磁界は電子を円周方 向に偏向させるので、電子は、螺旋軌道で移動し、アノードに向けて徐々にドリ フトするときにエネルギーを蓄積する。電子は、アノードに近接した領域で推進 薬の原子と衝突し、イオンを発生させる。その結果生じた正に帯電したオンは、 チャンネルの開放端に向かう電界によって加速され、この開放端から高速で放出 されることにより所期の推進力を生じる。このイオンは、電子よりも遙かに大き な質量を有しているので、磁界には直ちに影響されず、またその加速方向はチャ ンネルの円周方向ではなく主にチャンネルの軸線方向である。カソードからのこ れらの電子によって中性化されたイオンはチャンネル内に入っていかない。 本明細書では、「上流」及び「下流」という用語は、チャンネル内でのイオン の運動方向を記述するために便宜的に使用される。 ホール効果スラスターは広範に開発され利用されてきており、数多くの出版物 の論題となっている。その装置の作動原理と特性は１９７０年代から周知である 。近年、設計上の特定の細部についての改善に関する様々な提案は行われている が、これらの装置の作動原理に関する基本的な変更は全く行われていない。スラ スターの設計に際して、スラスター出口部の断熱材の腐食が、困難な問題の一つ として持ち上がっている。製造精度不良によりスラスターの幾何学上の軸線と推 進軸線との間に不一致が生じると、断熱材の非対称な腐食を引き起こし、効率及 び寿命を低下させる。この問題を解決する一つの方法は、製造後に電気回路を設 置して夫々の磁気コイルを流れる電流を調整し、これにより推進軸線と幾何学上 の軸線の間に存在する恐れのある不一致を修正することである。 使用時、この形式の既知のスラスターは、常に所定の方向に推進力を発揮する 。これまで、このことは、問題なく受け入れられてきており、宇宙船の操舵は、 二つのスラスターを用いて両者の推進力の相対的な大きさを変えること、或いは 宇宙船に対し単一のスラスターを揺動させる機構を用いること、の何れかによっ て行われてきた。二つのスラスターを使用することは、費用が嵩み且つ重量が増 す。また、スイベル機構は重く、複雑であり、また、高価である。本発明により 、スラスターを２個使ったり、複雑なスイベル機構を使う必要性を無くすること ができると確信する。 本発明は推進軸線の不一致に対処するように適当に設計されており、そのよう な「不一致」は、推進方向の変更を要求する信号に応じて人工衛星或いは他の宇 宙船を操舵できるようなダイナミックに変更可能な原理で、計画的に作り出すこ とができるようになっている。発明の概要 本発明によれば、ホール効果スラスターは、スラスターの軸線の回りに延び且 つ軸線方向に閉鎖端から開放端へと延びるチャンネルと；推進薬をチャンネルへ 導入するための手段と；推進薬をイオン化させて、生じたイオンをチャンネルの 開放端から加速させるように軸線方向の電界と半径方向の磁界とを掛けるための 手段とを有し、操舵信号に応じて磁界を変化させ、これによってイオンが加速さ れる方向を変えて推進力の方向を変えることを特徴とする。 この技術を採用することにより、直交する２方向に独立して、幾何学上の軸線 から５度まで推進力の方向を操舵できるようになると信じられる。この５度の偏 向は、目的を果たすに十分であると信じられる。イオンはチャンネルに沿って加 速されるが、このチャンネルを形成する断熱材の腐食は、この断熱材を、その開 放した下流端で外向きに拡開させるように設計することにより許容レベルまで低 減することができる。チャンネルの下流端が拡開するようなレイアウトでは、拡 開部はチャンネルの外壁の外向きの傾斜により作られるのが望ましい。内壁を内 向きに傾斜させても同様になるであろう。代わりに、腐食を制限するために、下 流へ延びる内壁の長さを外壁よりも短くするように設計してもよい。 普通はキセノンガスが使われるが、推進薬はアノード領域を通して、或いはア ノード領域へ導入されるのが望ましく、このアノードは実質的に回り全てに延び 、従来と同様に、チャンネルの閉鎖端のアノードと、チャンネル外側のその開放 端近くに位置する一以上のカソードとの間に適用されるのが望ましい。カソード はチャンネルの半径方向外側又はチャンネルの半径方向内側の何れかに配置すれ ばよい。 磁界は、数多くの起電力の追加のソース（コイル又は電磁石でもよい）が回り に配置されている起電力の中央ソース（例えばコイル又は永久磁石）により作り 出されるのが望ましい。磁気コイルが使用されている場合、違うコイルに流す電 流を独立して変えることにより磁界を変えることができる。 チャンネルは高温となるため、普通、セラミック部品により構成される。チャ ンネルは、スラスターの軸線に直角な平面において円形断面をしているのが望ま しいが、円形以外の形状であってもよい。例えば、多数のコイル又は永久磁石が チャンネルの外側回りに配置されている場合、そのコイル又は永久磁石に隣接し た領域でチャンネルを広くすると効果がある。 本発明の好ましい形態では、磁界を作り出すための手段が内側磁性体及び外側 磁性体からなり、これら磁性体は、両磁極を形成すると共に各々チャンネルの内 側と外側とに配置される。これら磁性体は、永久磁石であっても電磁石であって もよいい。外側磁性体が電磁石である場合、スラスターの軸回りに円形に延びる 関連した電気コイルを備えているのが望ましい。このコイルは、半径方向に磁性 体の内側、磁性体と、アノード領域で磁界を減ずる働きをする関連した遮蔽部品 との間に配置されるのが望ましい。外側磁性体の回りに円形に配置されたギャッ プが形成され、この磁性体が形成する磁極がギャップとギャップの間の磁性体で あるようにしてもよい。これらサブ磁極の各々は関連した電気コイルを備え、こ のコイルは、サブ磁極の回りに延び且つギャップを通過している。操舵手段は、 別々のコイルを通る各電流を変え、スラスター作動中に推進力の方向を偏向させ る。図面の簡単な説明 以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施の具体例を説明する。 第１図は、人工衛星を操舵するための既知の技術を図式的に示したしたもので ある。 第２図は図１と同様であるが、本発明による技術を使って操舵するように設計 された人工衛星を図式的に示したものである。 図３は、本発明によって作られた固定ホール効果プラズマスラスターの斜視図 であり、内部構造の特徴を示すために直径で切った断面を示す。 図４は、図３のＸ−Ｘ軸に沿った断面図であり、磁性要素と磁力線を示す。 図５は、図４に示す要素の平面図であるが、磁極が四つの別々の部分に分割さ れている、設計変更例を示す。 図６は、本発明の代替実施例の概要図であり、スラスターの両壁間のギャップ が磁極部分では他の箇所より大きくなっているものである。発明の最良の実施形態 図１は既知の設計を極めて図式的に示したものであるが、人工衛星１は電源２ を備えており、プラズマスラスター３により推進される。スラスター３は一つの 内側磁性コイル４と、四つの外側磁性コイル５、６、７、８を有し、これらは電 源２と直列に接続され等しい定電流が供給される。スラスター３は方向制御回路 １０の制御の下で、スイベル機構９により機械的に調節することができる。スイ ベル機構９は、１２で人工衛星に、また、１３でアクチュエーター１５の駆動軸 １４にヒンジ結合されたプラットフォームを有する。 本設計に基づいて構成された構造を図２に示す。この図２も極めて図式的であ る。人工衛星１Ａは、スイベル機構が介在することなくこれに固設されたスラス ター３Ａを有する。スラスター３Ａは、内側コイル１６、外側コイル１７及び四 つの補助操舵コイル１８、１８’、１９、１９’を有している。人工衛星の電源 ２Ａは、所望の推進方向を規定する方向信号ＳＩＧ（例えば、地上ステーション からの電波連絡により）を受信する制御回路１０Ａに接続されている。回路１０ Ａは対になった１２の出力線ａ１，ａ２；ｂ１，ｂ２；ｃ１，ｃ２；ｄ１，ｄ２ ；ｅ１，ｅ２；ｆ１，ｆ２を有し、各出力対の各々の極に電圧を選択して印加す ることができる。ａ１、ａ２に関して印加される電圧ａは、ｂ１、ｂ２に印加さ れる電圧ｂと同様に一定である。ｃ１、ｃ２に印加される電圧ｃは、ｄ１、ｄ２ に印加される電圧ｄとほぼ同じ値であるが、推進ベクトル軸線とスラスターの物 理上の軸線の間に存在するかもしれない不一致を修正するため、或いはそのよう な不一致を計画的に作り出すために、これらの値の間には僅かのずれがあること もある。電圧ｃ及びｄは対応するコイル１８，１８’との結合により同一又は反 対の符号でもよく、回路１０Ａにより、コイル１８，１８’を通して電流が確実 に逆方向に流れ、それにより１平面内で推進方向を制御できるように選定される 。電圧ｅ及びｆは、電圧ｃおよびｄと同様に(しかし独立に)変えられ、コイル１ ９、１９’を通る電流を制御でき、それにより直交する平面内での推進方向を制 御できる。この方法では、破線で示すように各平面内で１０度までの全ての角度 で推進方向を調整できる。 次に、図３、図４に関して言えば、スラスターは軸線Ｘ−Ｘに関してほぼ対称 である。スラスターは、閉鎖した上流端（図３に示す底部）から開放した下流端 までの、内側壁２１と外側壁２２との間に形成される環状加速チャンネル２０を 有し、外側壁２２は内側壁２１よりも下流方向に僅かに長く延びている。内側壁 ２１及び外側壁２２は、共に、その下流端では厚さが厚くなっており、外側壁２ ２は、チャンネル２０の開放端が僅かに拡開するように、２２Ａに面取りが施し てある。 チャンネルの上流端には、中空矩形断面管からなる円形のアノード２４が設け られ、中空矩形断面管はその回りに連続して延びる溝を備えている。パイプ２５ は推進薬（この例ではキセノンガスであるが、代わりにクリプトン又はアルゴン でもよい）をこの中空アノード２４内に供給し、推進薬はここから円形の溝を通 してチャンネル２０に供給される。チャンネル回りへのガスの分配を改善するた めに、アノードの内側にバッフル（図示せず）を設けてもよい。電気的接続部２ ６は、アノードに正電位を供給する。 カソード２７はチャンネル２０の下流端近くの、後に述べるＮ極に設けられて いる。このカソード２７には接続部２８を通してキセノンガスが供給され、また 、電気コネクター２９を介して負電位の電力が供給される。この磁力系は二つの 磁性的に分離された本体つまりヨーク、即ち、内側ヨーク３０Ａと外側ヨーク３ ０Ｂとを含んでおり、両者とも透磁性材で作られている。 内側ヨーク３０Ａはスプール状の形状を有し、また、重量軽減のために中央に ボアを備えた中央円筒芯部３１を有する。内部コイル１６は、下流端から見て電 流が時計回り方向に流れるように、この円筒部の回りに巻かれている。円筒部３ １の下流端では、先端部が半径方向外向きに延びフランジ３２を形成し、その自 由端は内側磁性ヨークの円形の第１極３３（磁石のＳ極）を形成している。半径 方向外方に延びるフランジ３４を形成するもう一方の先端部は、図４を参照すれ ばよく理解できるように、部分的に内側コイル１６を包囲し、その自由端３６に 第２極（磁石のＮ極）を形成する円筒壁３５を保持している。 外側ヨーク３０Ｂは、軸線Ｘ−Ｘと同軸の厚い円周リム３８を備えた円筒壁３ ７により形成されている。このリム３８は、四つのスロットつまりギャップ３９ で、四つの等しいセクター３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄに分割されている。 これらのセクターの各々には、補助操舵コイルが回りに巻き付けられている。こ れらの操舵コイルは図２の１８、１８’、１９、１９’で示したのと同じコイル であり、電流はその回りには時計回りに、反対のコイル回りには反時計回りに流 れるように配置されている。フランジ４０の形で、第１の、半径方向内向きに延 びている先端部がリム３８の四つのセクターに取り付けられている。このフラン ジ４０は円周方向に延びてリムセクター３８相互間のギャップを橋渡しする。こ れは、下にある部分を表すように図３で部分的に破断して示されている。フラン ジ４０の円形の半径方向内側の端部は、本体３０Ｂの第１極（Ｎ極）を形成し、 図４を参照すればよく解るように、本体３０ＡのＳ極３３の僅かに下流に配置さ れている。円筒壁３７の上流端はもう一つの内向きに延びている円形フランジ４ １まで延びており、そのフランジ４１は軸線Ｘ−Ｘと同軸の円筒壁４２まで延び ている。壁面３７、４１、４２は主外側コイル１７（図２）を収容する包囲体を 構成し、この主外側コイル１は、壁４２の回りに巻回され、また、壁４２の下流 端４３にＳ極を形成し、また、フランジ４０の内側縁４４にＮ極を形成するため に図４に示す方向に電流が流れるように接続されている。 図４は、電流が内側コイル１６と外側コイル１７とに流れ、操舵コイル１８、 １８’、１９、１９’には流れていないときの磁力線を示す。図４から、極３３ と極４４のオフセットは、作動中にはイオンが加速されることになる環状加速ゾ ーン４５の中で磁界が傾くという結果をもたらすことが分かる。この磁界の傾き により、イオンは軸線Ｘ−Ｘに対し矢印Ｖで示す方向に加速されることになる。 この目的は、スラスターから吐出されるイオンの柱の放散を抑えることに限られ る。なお、円筒壁３５、４２は、アノードの配置される領域４５’を磁界の作用 から遮蔽する。 図示のスラスターの作動は以下の通りである。電子がカソード２７から放出さ れ二つの流れに分割される。その電子の流れの一つはアノード２４に向かって、 環状チャンネル２０内に吸引される。チャンネル２０の中では、磁界の半径方向 成分によって、電子が円周方向に移動し、徐々に軸線方向にアノードに向けてド リフトする。最小の磁界しか存在しないアノードの領域４５’では、電子はチャ ンネルを落下する螺旋運動中にエネルギーを獲得し、パイプ２５により供給され る推進薬ガスをイオン化させる。 正に荷電したイオンは、アノードとカソードと電位差約３００ボルトで形成さ れた電界によって下流方向に加速される。推進薬のイオンは電子に比べて比較的 質量が大きいので、磁界に大きく影響されることはない。しかしながら、極３３ と極４４との間の加速領域４５にはそのような影響と磁界の傾斜特性が幾らか存 在するので、スラスターの下流端から流出するイオンの流れを生成させて、電流 がコイル１８、１８’を流れるとき、Ｖで示す方向に収束するようにし、スラス ターの一つの側から流れ出るイオンへの磁場の作用は、そこでの磁場の強さが強 くなるので増大し、他方、スラスターの反対側ではその作用が減少する。このよ うにして、図４のＶ’及びＶ”で示されるように、ベクトルの方向の変更が行わ れる。一方ではコイル１８、１８’を通る電流を制御し、他方ではコイル１９、 １９’を通る電流を制御することにより、推進方向を如何様な方向にも変えるこ とができる。 カソード２７から発せられた電子は二つの流れに分割され、流れの一つが加速 チャンネルに入ることは先に触れた。電子のもう一つの流れはイオンがスラスタ ーから排出された時にこれを中性化して、結果として生じる負の電荷がスラスタ ー上に留まることを防ぐのに効果的である。推進ベクトルの操舵によって生じる 外側セラミック壁２２の下流縁部の腐食は、面取り２２ａの存在により低減され 、一方、内壁２１の対応する縁部の腐食は、外壁２２の対応する面取りされた縁 部に対して上流方向へのその変位によって低減される。 本発明の図示した実施例の重要な特徴は、磁性体３０Ａと３０Ｂは互いに磁性 的には分離しており、Ｎ極とＳ極とを有する個々の電磁石を構成していることで ある。このため、図３及び４に示された寸法とは別の種々様々な磁力系の全寸法 の加速チャンネルの中で要求磁気特性を得ることができる。例えば、所与の出力 に対して、軸線方向に短く直径方向に幅広い（逆も又可）ホール効果スラスター を製造できることも予測に難くない。これによって、スラスターは人工衛星上の 或いは宇宙船内の利用できる空間を上手に使って設計できる。 内側Ｓ極を形成する本体３０Ａは半径方向スロットにより四つのセグメントＳ １、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に分割され、外側Ｎ極を形成する円形フランジ４０は同様 にセグメントＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４に分割される。このように形成された各Ｎ 極間のスロット又はギャップは、操舵コイル１８、１８’、１９、１９’を収容 する遙かに大きなスロット又はギャップ３９よりも注目に値するほど小さい。こ のように、各Ｎ極は、ギャップを通過するコイルの端部で重なり合っている。図 ５に示す変形例にあっては、操舵能力が改善される。 図６は図５に示された設計の代替案を図示したものであり、チャンネル２０の 形状を変えている。チャンネル２０の壁間相互の距離は補助的な操舵コイル１８ 、１８’、１９、１９’に隣接するＤ１部では広く、そこから離れた部分Ｄ２で は狭くなっている。このように設計すれば操舵の間の腐食が低減されるというこ とは注目に値する。図３の２２Ａに見られる面取りと、図６に示すチャンネル２ ０の壁間のギャップを変化させることとの組み合わせを用いてもよい。 図に示された本発明の特定の実施例は、例として説明したに過ぎず、本発明は この例の特定の特徴により制限されるものではない。例えば、本発明は、いわゆ るアノード層スラスターにも適用できる。図示の構造と同様なものが使用されて いるところでは、様々に設計変更することができる。例えば、操舵効果は、フラ ンジ４０をセクター３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄに対応する四つの別々のセ クターに分割し、これにより四つの別々の主Ｎ極を形成することにより改善でき る。コイル１７に対する変更案としては、これを、円筒磁性壁３７の内側ではな く外側へ配置することもできる。更に、コイル１７を省略する変更案もあり得る 。又、コイル１６及び１７の一方又は両方を永久磁石に置き換えることもできる 。代わりに、磁性体３０Ａ、３０Ｂを永久磁石にすることもできる。更に、操舵 コイルを三つにしたり四以上にしてもよい。 以上、発明を特定の実施例との関連で説明したが、更に修正できることは理解 されるであろうし、本出願は本発明のあらゆる変更、使用、適用を、一般的に、 発明の原理に従い、且つ、発明が関連する技術の既知の或いは通例の実施に至る ような、そして以上述べてきた基本的特徴に適用でき、発明の範囲及び請求の範 囲の記載の中に含まれるような、本開示からの出発したものを含めてカバーする ことを意図している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァシン アー イー ロシア連邦 109387 モスコウ プロスペ クト 40 レティヤ オクトヤブルヤ 11 ―46 (72)発明者 バラノフ ヴィ イー ロシア連邦 123481 モスコウ ウリッサ プラネルナヤ 12―３―57 (72)発明者 プーサン ジ エフ フランス エフ―31520 ラモンヴィル リュー レオン ヴィアーラ ７ (72)発明者 ステファン ジ エム フランス エフ―31320 オーレヴィル レジダンス デュ シャトー 12 (72)発明者 バラーン ペ ア フランス エフ―92100 ブローニュ ビ ランクール リュー ナティオナール ４ アパルトマン 41 (72)発明者 ケスター ジェイ ケイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94303 パロ アルト スターン アベニ ュー 788 (72)発明者 ブリット イー ジェイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クーパーティノ ペッパートゥリ ー レーン 20850 (72)発明者 ペトロソフ ヴィ アー ロシア連邦 123458 モスコウ ウリッサ タリンスカヤ ２―199

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ホール効果スラスターであって、 内部にチャンネルを備え、該チャンネルが前記スラスターの中心軸線（Ｘ− Ｘ）の回りに延び且つチャンネル手段内の前記中心軸線（Ｘ−Ｘ）に最も近接 した内側壁と前記チャンネル手段に形成された前記チャンネルの閉鎖端から開 放端まで軸線方向に延びる外側壁との間に形成されている、非磁性材料からな るチャンネル手段と、 前記チャンネルの前記閉鎖端の近くで前記チャンネルの中に推進薬を導入す るための手段と、 前記推進薬のイオンを生成して前記チャンネルの中のイオンを前記チャンネ ルに向けて且つ前記開放端の外に軸線方向に加速するために、前記チャンネル 内に軸線方向の電界を掛ける電界手段と、 前記スラスターの推進方向を該スラスターの中心軸線から１．６度ないし５ 度の間で変化させるために前記チャンネルを横切る半径方向の磁界を選択的に 掛けるための磁界手段とを有するホール効果スラスター。 ２．前記磁界手段が、前記スラスターの中心軸線（Ｘ−Ｘ）に垂直な平面内に位 置する二つ軸線に沿って独立して磁界の強さを制御する、請求項１に記載のス ラスター。 ３．前記磁界手段が、更に２対の電磁石を有し、各対の電磁石が前記スラスター の両側に配置され、該電磁石を流れる電流が推進方向を制御する、請求項１に 記載のスラスター。 ４．前記２対の電磁石が、互いに直交する方向に推進方向を制御するように配置 されている、請求項３に記載のスラスター。 ５．前記チャンネルが、該チャンネルの一以上の表面の腐食を低減するように形 作られている、請求項１に記載のクラスター。 ６．ホール効果スラスターであって、 内部にチャンネルを備え、該チャンネルが前記スラスターの中心軸線（Ｘ− Ｘ）の回りに延び且つチャンネル手段内の前記中心軸線（Ｘ−Ｘ）に最も近接 した内側壁と前記チャンネル手段に形成された前記チャンネルの閉鎖端から開 放端まで軸線方向に延びる外側壁との間に形成されている、非磁性材料からな るチャンネル手段と、 前記チャンネルの前記閉鎖端の近くで前記チャンネルの中に推進薬を導入す るための手段と、 前記推進薬のイオンを生成して前記チャンネルの中のイオンを前記チャンネ ルに向けて且つ前記開放端の外に軸線方向に加速するために、前記チャンネル 内に軸線方向の電界を掛ける電界手段とを有し、 該電界手段が、 前記チャンネル手段と中心軸線（Ｘ−Ｘ）との間に配置され、且つ、前記チ ャンネル内に延びる内側磁界を生成するたに前記チャンネル手段の回りに延び ている内側磁性部分と、 前記チャンネル手段の外側に配置され且つ前記チャンネル内に延びる外側磁 界を生成するために前記チャンネル手段の回りに延びる外側磁性部分であて、 内側極部材と、外側極部材に連結された外側壁とを備え、該外側壁が、該外側 壁を、前記内側極部材の弧状部分の回りに複数の外側副壁に分割するギャップ を備えて形成され、前記複数の外側副壁の各々が複数の操舵電磁石の各々を形 成するための関連する電気コイルを備え、前記複数の操舵電磁石が、前記外側 極部材と前記内側極部材との間の外側磁界の強さを前記チャンネル内の種々の 位置で制御するために協働する外側磁性部分とを有し、 前記外側電界が前記内側電界と協働して、イオンの加速方向及び前記スラス ターの推進方向を制御するために前記チャンネルを横切る不均一な半径方向磁 界を前記チャンネル内に生成することからなるホール効果スラスター。 ７．前記磁界手段が、スラスターの推進方向をスラスターの中心軸線から０度な いし５度の間で変化させるために、チャンネルを横切る半径方向磁界を選択的 に掛ける、請求項６に記載のスラスター。 ８．前記外側磁性部分の前記外側極部材が、各外側極部材が複数の外側副壁の内 の一つの外側副壁と接触するところの複数の外側極部材に分割されている、請 求項６に記載のスラスター。 ９．前記外側磁性部分の前記内側極部材が、各内側極部材が外側磁性部の外側極 部材と関連づけられるところで複数の内副極ピースに分割されている、請求項 ８に記載のスラスター。 10．前記外側磁性部分の前記内側極部材が、連続した円形内側極部材である、請 求項８に記載のスラスター。 11．前記外側磁性部分が、外側磁性部分の内側極部材の間に磁界を作るために複 数の操舵電磁石と共同活動する主電磁石を作り出すための主コイルを更に含む 、請求項６に記載のスラスター。 12．前記ギャップが、部分的には外側磁性部分の外側極部材の軸線方向長さに沿 って軸線方向に延びる外側極部材内のスロットである、請求項６に記載のスラ スター。 13．前記チャンネルが該チャンネルの一以上の表面の腐食を低減するように形作 られている、請求項６に記載のクラスター。 14．内部にチャンネルの設けられた非磁性材のチャンネル手段であり、前記チャ ンネルはスラスターの中心軸線（Ｘ−Ｘ）の回りに延び、チャンネル手段内で は中心軸線（Ｘ−Ｘ）に最も近い内側側壁と、外側壁が外側壁のチャンネル表 面の腐食を低減する形状になっているところのチャンネル手段内の外側側壁と の間に形成されており、前記内側側壁と前記外側側壁とはチャンネル手段内に 形成されたチャンネルの閉鎖端から開放端へと軸線方向に延びる、そのような チャンネル手段と、 チャンネルの閉鎖端近くでチャンネル内に推進薬を導入する手段と、 推進薬のイオンを生成し、チャンネルの開放端及びその外に向けてチャンネ ル内でイオンを軸線方向加速するために、チャンネル内に軸線方向電界を掛け る電界手段と、 チャンネルを横切って半径方向の磁界を選択的に掛けるための磁界手段とを 有するホール効果スラスター。 15．前記チャンネルの外側側壁の形状が、外側側壁のチャンネル表面の腐食を低 減するため一様ではない、請求項１、６、１４のいずれか一項に記載のクラス ター。 16．前記チャンネルの外側側壁の形状が、該外側側壁のチャンネル表面の腐食を 低減するため、該チャンネルの開放端領域で前記スラスターの中心軸から離れ るように傾斜が付けられている、請求項１、６、１４のいずれか一項に記載の クラスター。 17．前記チャンネルの内側側壁の形状が、該内側側壁のチャンネル表面の腐食を 低減するため、前記スラスターの中心軸に向かって傾斜が付けられている、請 求項１、６、１４のいずれか一項に記載のクラスター。 18．前記内側側壁が軸線方向に前記チャンネルの開放端に向かって第１寸法だけ 延びており、前記外側壁がチャンネルの開放端に第２寸法だけ延びており、内 側壁のチャンネル表面の腐食を低減するため、前記第１寸法が前記第２寸法よ りも短い、請求項１、６、１４のいずれか一項に記載のクラスター。