Laboratorium Plazmowych Napędów Satelitarnych (PlaNS) powstało w roku 2013 jako zaplecze eksperymentalne dla dawnej Grupy Akceleratorów Plazmowych (PAG), powołanej w IFPiLM do prowadzenia badań nad plazmowymi/jonowymi źródłami cząstek w aspekcie Elektrycznych Napędów Rakietowych (ENR). Do symulacji warunków przestrzeni kosmicznej i zapewnienia właściwego środowiska pracy dla ENR laboratorium posiada komorę próżniową o pojemności ok. 2,5 m³, wyposażoną w wydajny trójstopniowy układ pompujący. Do oceny wydajności silników dysponuje wagą aerodynamiczną zapewniającą pomiar siły ciągu w zakresie mN i popędu siły w zakresie μNs, a także wykorzystuje diagnostyki plazmowe dostarczające informacji o parametrach emitowanej wiązki.

W zakresie fizyki i technologii źródeł jonów i plazmy Grupa odziedziczyła piętnastoletnie doświadczenie założycieli, którzy są autorami ponad 40 recenzowanych artykułów i prac konferencyjnych dotyczących napędów plazmowych – część z tych prac stała się istotnym punktem odniesienia dla zrozumienia problemów pojawiających się w tego typu układach. Zespół, prowadzony przez dr. Jacka Kurzynę, brał udział w wielu międzynarodowych projektach, a obecnie specjalizuje się w dwóch technologiach ENR: silnikach typu Halla oraz impulsowych silnikach plazmowych (PPT). Modele laboratoryjne obu tych napędów zostały wytworzone w IFPiLM od podstaw.

Silnik Halla PlaNS jest urządzeniem klasy 500 W wytworzonym w ramach projektu KLIMT (ESA/PECS) i doskonalonym w kierunku zwiększenia wydajności w projekcie o akronimie HIKHET (ESA/PLIIS). Konstrukcja została specjalnie zaprojektowana do pracy z kryptonem, który jako materiał pędny umożliwia wytworzenie relatywnie wysokiego impulsu właściwego (ponad 2000 s) przy pracy z umiarkowaną mocą odpowiednią dla mikrosatelitów. Obecnie stopień zaawansowania silnika odpowiada poziomowi TRL 3.

Widok boczny wiązki plazmy HIKHET pracującego z kryptonem (po lewej) i ksenonem (po prawej)

Impulsowy napęd plazmowy PlaNS został zbudowany w trakcie projektu LμPPT (EC/FP7). To 2 W urządzenie, unikalne ze względu na zastosowanie nieparującego ciekłego paliwa, powstało z myślą o zapewnieniu napędu nanosatelitom (CubeSat). Wykazawszy dobre osiągi, prace nad silnikiem były kontynuowane w ramach projektu INP (NCBR/POIR). Obecnie napęd o gabarytach 0.5U jest na TRL 4 i wykonał niemal 1,5 miliona cykli wyładowań.

Silnik impulsowy w formacie 0.5U oraz zdjęcie jego wyładowania z długim czasem ekspozycji