В настоящее время космическими агентствами, исследовательскими институтами и частными компаниями ведется активная разработка электроракетных двигательных установок, использующих иод в качестве рабочего тела. Иод существенно более дешевый, чем ксенон, и в условиях космических аппаратов может храниться без давления в твердом виде. Успешная реализации электродвигательных установок с иодом сможет существенно уменьшить затраты на разработку, тестирование и эксплуатацию электродвигательных систем, увеличит доступные для полезной нагрузки объемы и массу в спутниках, а также откроет уникальные возможности для межпланетных миссий. Хотя совместимость с иодом уже была продемонстрирована для различных типов электроракетных двигателей, создание полого катода-компенсатора с подачей иода остается нерешенной проблемой, что не позволяет реализовать технологии сеточных ионных двигателей и двигателей на эффекте Холла с полным использованием иода.
Основная проблема использования иода в качестве рабочего тела ионных двигателей заключается в быстром износе полых катодов при взаимодействии с плазмой иода. В настоящий момент ведется активный поиск материалов, которые бы отвечали требованиям по параметрам термоэмиссии, с одной стороны, и были бы устойчивы к воздействию иода, с другой. Проверка различных материалов обычно осуществляется в установках, параметры которых оптимизированы под работу в ксеноне. На эксперименте зачастую возникают трудности с реализацией стабильного режима горения разряда, причина которых не может быть однозначно отнесена к эрозии катода или же к слабоизученным процессам в плазме паров иода. В рамках проекта предлагается проведение комплексных численных исследований разряда с полым термоэмиссионным катодом с целью выявления принципиальных отличий свойств плазмы иода в них по сравнению с ксеноном. Это позволит выявить факторы, препятствующих реализации стабильных режимов горения разряда, не относящиеся непосредственно к повреждению катода и термоэмиссионной вставки, и облегчить проверку перспективных термоэмисионных материалов, устойчивых к воздействию иода, что поспособствует осуществлению перехода к иоду в качестве рабочего тела ионных двигателей.
