Brevet FR2693770A1 — publié le 19940121

Moteur à plasma à dérive fermée d'électrons Domaine de l'invention La présente invention concerne les moteurs à plasma appliqués notamment à la propulsion spatiale et plus particulièrement les moteurs à plasma du type à dérive fermée d'électrons encore appelés moteurs à plasma stationnaire ou aux Etats-Unis d'Amérique "moteurs de Hall". Art antérieur Les moteurs électriques sont destinés essentiellement aux applications de propulsion spatiales. En tant que sources d'ions ou de plasma, ils sont aussi utilisés pour des applications terrestres, notamment pour l'usinage ionique. Grâce à leur haute impulsion spécifique (de 1500 à 6000s) ils permettent des gains de masse considérables sur les satellites par rapport à des moteurs utilisant la propulsion chimique. L'une des applications typiques de ce type de moteurs est le contrôle Nord Sud des satellites geostationnaires, où il permet des gains de masse de 10 à 15%. n peut être aussi utilisé en compensation de traînée en orbite basse, en maintien d'orbite heliosynchrone et en propulsion primaire interplanétaire. Les propulseurs ioniques peuvent se répartir en plusieurs catégories. Un premier type de propulseur ionique est ainsi constitué par un moteur à ionisation par bombardement encore appelé moteur Kaufman. Des exemples d'un tel type de propulseur sont décrits notamment dans les documents EP-A-0 132065, WO 89/05404 et EP-A-0 468706. Dans un moteur à ionisation par bombardement, des atomes de gaz propulsif sont introduits sous faible pression dans une chambre de décharge où ils sont bombardés par des électrons émis par une cathode creuse et collectés par une anode. Le procédé d'ionisation est augmenté par la présence d'un champ magnétique. Un certain nombre de coIlisions atomes-électrons conduisent à la création dtun plasma dont les ions sont attirés par les électrodes d'accélération (grilles de sortie), ellesmêmes à un potentiel négatif par rapport au potentiel du plasma. Les électrodes concentrent et accélèrent les ions qui sortent du propulseur en un rayonnement large. Le rayonnement d'ions est ensuite neutralisé par un flux d'électrons émis à partir d'une cathode creuse externe, appelée neutraliseur. Les impulsions spécifiques (Isp) obtenues par ce type de propulseurs sont de l'ordre de 3000 secondes et au-delà. La puissance nécessaire est de l'ordre de 30W par mN de poussée. D'autre types de moteurs à ionisation sont constitués par des moteurs à ionisation par radiofréquence, des moteurs à ionisation par contact ou encore des moteurs à émission de champ. Ces divers moteurs à ionisation, y compris les moteurs à ionisation par bombardement, ont en commun d'avoir des fonctions d'ionisation et d'accélération des ions clairement séparées. il ont aussi en commun le fait de présenter une densité de courant dans l'optique ionique limitée par le phénomène de charge d'espace, densité limitée pratiquement à 2-3mA/cm2 pour les moteurs à ionisation par bombardement, donc de présenter une poussée aréolaire assez faible. De plus, ces moteurs, et les moteurs à bombardement en particulier, nécessitent un certain nombre d'alimentations électriques (entre 4 et 10), ce qui conduit à la réalisation de circuits électroniques de conversion et de contrôle assez complexes. On connait encore, notamment par un article de L.H. ARIIMOVITCH et ai. paru en 1974 concernant le programme de développement du moteur à plasma stationnaire (SPD) et ses essais sur le satellite "METEOR", des moteurs du type "à dérive fermée d'électrons" ou moteurs à plasma stationnaire qui se distinguent des autres catégories par le fait que l'ionisation et l'accélération ne sont pas différenciées et que la zone d'accélération comporte un nombre d'ions et d'électrons égal, ce qui permet d'éliminer tout phénomène de charge d'espace. On décrira ci-après, en référence à la figure 2, un moteur à dérive fermée d'électrons tel qu'il a été proposé dans l'article précité de L.H. ARTSMOVrrCH et al. Un canal annulaire 1 défini par une pièce 2 en matériau isolant est placé dans un électro-aimant comprenant des pièces polaires annulaires externe 3 et interne 4 placées respectivement à l'extérieur et à l'intérieur de la pièce 2 en matériau isolant, une culasse magnétique 12 disposée à l'amont du moteur et des bobines d'électroaimant Il qui s'étendent sur toute le longueur du canal 1 et sont montées en série autour de noyaux magnétiques 10 reliant la pièce polaire externe 3 à la culasse 12. Une cathode creuse 7, connectée à la masse, est couplée à un dispositif d'alimentation en xenon pour former un nuage de plasma devant la sortie aval du canal 1. Une anode annulaire 5 reliée au pôle positif d'une source d'alimentation électrique par exemple de 300 volts est disposée dans la partie amont fermée du canal annulaire 1.Un tube d'injection de xenon 6, coopérant avec un isolateur thermique et électrique 8 débouche dans un canal de distribution annulaire 9 disposé immédiatement au voisinage de l'anode annulaire 5. Les électrons d'ionisation et de neutralisation proviennent de la cathode creuse 7. Les électrons d'ionisation sont attirés dans le canal annulaire isolant 1 par le champ électrique régnant entre l'anode 5 et le nuage de plasma issu de la cathode 7. Sous l'effet du champ électrique E et du champ magnétique B créé par les bobines 11, les électrons d'ionisation prennent une trajectoire de dérive en azimuth nécessaire pour maintenir le champ électrique dans le canal. Les électrons d'ionisation dérivent alors selon des trajectoires fermées à l'intérieur du canal isolant, d'où le nom du moteur. Le mouvement de dérive des électrons augmente considérablement la probabilité de collision des électrons avec les atomes neutres, phénomène produisant les ions (ici de xenon). L'impulsion spécifique obtenue par des moteurs ioniques classiques à dérive fermée d'électrons fonctionnant au xenon est de l'ordre de 1000 à 2500 secondes. Dans les moteurs ioniques classiques à dérive fermée d'électrons, la zone d'ionisation n'est pas organisée, ce qui a pour résultat qu'ils ne fonctionnent bien qu'au xenon, que le jet est divergent (i 20 d'ouverture de faisceau), et que le rendement est limité à environ 50%. En outre, la divergence du jet entraîne une usure de la paroi du canal isolant dont le matériau est habituellement un mélange de nitrure de bore et d'alumine. La durée de vie d'un tel moteur est d'environ 3000h. Objet et description succincte de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des moteurs à plasma connus et plus particulièrement de modifier les moteurs à plasma à dérive fermée d'électrons afin d'améliorer leurs caractéristiques techniques et notamment de permettre une meilleure organisation de la zone d'ionisation sans créer pour autant de charge d'espace comme dans les moteurs ioniques à bombardement par exemple. L'invention vise encore à réduire la divergence du faisceau et accroître la densité du faisceau d'ions, le rendement électrique, l'impulsion spécifique et la durée de vie. Ces buts sont atteints grâce à un moteur à plasma à dérive fermée d'électrons, comprenant un canal annulaire principal d'ionisation et d'accélération délimité par des pièces en matériau isolant et ouvert à son extrémité aval, au moins une cathode creuse disposée à l'extérieur du canal annulaire principal du côté de la partie aval de celui-ci, une anode annulaire concentrique au canal annulaire principal et disposée à distance de l'extrémité aval ouverte, des premiers et deuxièmes moyens d'alimentation en gaz ionisable associés respectivement à la cathode creuse et à l'anode annulaire, et des moyens de création d'un champ magnétique dans le canal annulaire principal, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chambre tampon annulaire qui présente dans le sens radial une dimension plus grande que celle du canal annulaire principal et s 'étend en amont de celui-ci au-delà de la zone dans laquelle est placée l'anode annulaire, en ce que les deuxièmes moyens d'alimentation en gaz ionisable débouchent en amont de l'anode à travers un distributeur annulaire dans une zone distincte de la zone portant l'anode, et en ce que les moyens de création d'un champ magnétique dans le canal principal sont adaptés pour produire dans ce canal principal un champ magnétique essentiellement radial qui présente un gradient avec une induction maximale à l'extrémité aval du canal, les lignes de champ étant essentiellement parallèles à la face de sortie perpendiculaire à l'axe du moteur, à l'extrémité aval du canal, et une induction minimale dans la zone de transition située au voisinage de l'anode entre la chambre tampon et le canal principal de manière à favoriser Pionisation du gazionisable. Avantageusement, la chambre tampon présente dans le sens radial une dimension qui est de l'ordre du double de la dimension radiale du canal principal. A titre d'exemple, la chambre tampon présente dans le sens axial une dimension qui est de l'ordre de 1,5 fois la dimension radiale du canal principal. Selon une caractéristique importante de l'invention, le circuit magnétique comprend plusieurs moyens distincts de création d'un champ magnétique et des pièces polaires radiales planes interne et externe disposées au niveau de la face de sortie de part et d'autre du canal principal et reliées entre elles par une âme centrale, une culasse située en amont de la chambre tampon et un circuit magnétique périphérique disposé axialement à l'extérieur du canal principal et de la chambre tampon. Dans ce cas, de façon plus particulière, les moyens distincts de création d'un champ magnétique comprennent un premier moyen disposé autour et à l'extérieur du canal principal au voisinage de l'extrémité aval de celui-ci, un deuxième moyen disposé autour de l'âme centrale dans une zone faisant face à l'anode et s'étendant partiellement en face de la chambre tampon, et un troisième moyen disposé autour de l'âme centrale entre le deuxième moyen et l'extrémité aval du canal principal. Avantageusement, les premier, deuxième et troisième moyens de création magnétique présentent des tailles différentes. Selon un mode de réalisation possible, les premier, deuxième et troisième moyens de création magnétique sont constitués par des bobines d'induction. Toutefois, pour certaines applications, les premier, deuxième et troisième moyens de création d'un champ magnétique sont formés au moins partiellement par des aimants permanents dont le point de Curie est supérieur à la température de fonctionnement du moiteur. Grâce notamment à la séparation physique de l'anode et du distributeur de gaz ionisable, à l'existence d'une chambre tampon et à la réalisation d'un champ magnétique radial présentant un gradient particulier, le moteur à plasma selon l'invention présente l'ensemble des avantages suivants: a) - ionisation plus efficace, d'où un rendement plus élevé, b) - possibilité d'ioniser facilement des gaz propulsifs divers le Xenon, l'Argon, etc...grâce à une amélioration du processus d'ionisation, c) - obtention d'équipotentielles électrostatiques réduisant la divergence du faisceau d'où cl) une intégration plus facile au satellite, c2) une usure plus faible du canal d'accélération, Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation et en demi-coupe axiale d'un exemple de moteur à plasma à dérive fermée d'électrons conforme à la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale montrant un exemple de moteur à plasma à dérive fermée d'électrons selon l'art antérieur, - la figure 3 est une vue en demi-coupe axiale montrant une variante de réalisation de l'invention, avec un agencement différent des moyens d'introduction de gaz ionisable, - les figures 4 à 7 sont des vues partielles en demi-coupe axiale de moteurs à plasma selon l'invention montrant différents modes de réalisation de l'ensemble constitué par la chambre tampon, le canal principal, l'anode et le distributeur de gaz ionisable, - la figure 8 est une vue en perspective d'un exemple de moteur à plasma selon l'invention monté sur la structure d'un satellite, et - la figure 9 est une vue de détail montrant un exemple de fixation des pièces isolantes définissant le canal principal d'un moteur à plasma selon l'invention. Description détaillée des modes particuliers de réalisation On voit sur la figure 1 un exemple de moteur à plasma 20 à dérive fermée d'électrons conforme à l'invention, qui comprend un ensemble de pièces 22 en matériau isolant délimitant un canal annulaire 21 formé en amont d'une première partie constituée par une chambre tampon 23 et en aval d'une deuxième partie constituée par un canal d'accélération 24. La chambre annulaire 23 présente de préférence une dimension dans le sens radial qui est de l'ordre du double de la dimension dans le sens radial du canal annulaire d'accélération 24. Dans le sens axial, la chambre tampon 23 peut être un peu plus courte que le canal d'accélération 24 et présente avantageusement une longueur qui est de l'ordre de une fois et demie la dimension d dans le sens radial du canal d'accélération 24. Une anode 25, reliée par une ligne électrique 43 à une source de tension continue 44, qui peut être par exemple de l'ordre de 200 à 300 V, est disposée sur les pièces isolantes 22 délimitant le canal annulaire 21, dans une zone située immédiatement en aval de la chambre tampon 23, à l'entrée du canal d'accélération 24. La ligne 43 d'alimentation de l'anode 25 est disposée dans un tube isolant 45 qui traverse le fond du moteur constitué par une plaque 36 formant culasse magnétique et des pièces 223,224 en matériau isolant délimitant la chambre tampon 23. Un tube 26 d'alimentation en gaz ionisable tel que du xenon traverse également la culasse 36 et le fond 223 de la chambre tampon 23 pour déboucher dans un distributeur annulaire de gaz 27 placé dans le fond de la chambre tampon 23. Le canal 21 délimité par l'ensemble des pièces isolantes 22 est placé dans un circuit magnétique composé essentiellement de trois bobines 31,32,33 et de pièces polaires 34,35. Des pièces polaires planes externe 34 et interne 35 sont placées dans le plan de sortie du moteur à l'extérieur du canal d'accélération 24 et déterminent des lignes de champ magnétique qui à la partie ouverte aval du canal d'accélération 24 sont sensiblement parallèles au plan de sortie 59 du moteur 20. Le circuit magnétique constitué des pièces polaires 34 et 35 est fermé par un noyau central axial 38 et des barres de liaison 37 disposées à la périphérie du moteur selon une configuration essentiellement cylindrique, le noyau central 38 en matériau ferromagnétique et les barres de liaison 37 en matériau ferromagnétique étant en contact avec la culasse arrière 36. La culasse 36 qui est en matériau ferromagnétique et constitue le fond du moteur peut être protégée par une ou plusieurs couches 30 de matériau super isolant thermiquement qui élimine le flux thermique rayonné vers le satellite. Un écran 39 antipollution peut être également disposé entre les pièces isolantes 22 et les barres de liaison 37. Selon une variante de réalisation, les barres de liaison 37 et l'écran 39 sont remplacés par une virole cylindrique ou cylindroconique qui joue à la fois le rôle de fermeture du circuit magnétique et d'écran. Dans tous les cas, l'écran 39 ne doit pas s'opposer au refroidissement du moteur. Il doit donc, soit recevoir un revêtement émissif interne et externe, soit être appliqué de manière à permettre un rayonnement direct vers l'espace. Les électrons nécessaires au fonctionnement du moteur sont fournis par une cathode creuse 40 qui peut être de conception classique. La cathode 40, qui est reliée électriquement par une ligne 42 au pôle négatif de la source de tension 44, comporte un circuit 41 d'alimentation en gaz ionisable tel que du xenon, et se trouve placée en aval de la zone de sortie du canal d'accélération 24. La cathode creuse 40 fournit un plasma 29 sensiblement au potentiel de référence d'où sont extraits les électrons se dirigeant vers l'anode 25 sous l'effet du champ électrostatique E dû à la différence entre l'anode 25 et la cathode 40. Ces électrons ont une trajectoire de dérive en azimuth dans le canal d'accélération 24 sous l'effet du champ électrique E et du champ magnétique B. Typiquement, le champ à la sortie du canal 24 est de 150 à 200 Oe. Les électrons primaires sont accélérés par le champ électrostatique E, ils heurtent alors la paroi de l'isolateur 22, ce qui fournit des électrons secondaires d'énergie plus faible. Les électrons entrent en collision avec les atomes neutres de xenon issus de la chambre tampon 23. Les ions xenon ainsi formés sont accélérés par le champ électrostatique E dans le canal d'accélération 24. il n'y a pas de charge d'espace dans le canal d'accélération 24 en raison de la présence des électrons. La neutralisation du faisceau d'ions est assurée par une partie des électrons issus de la cathode creuse 40. La maîtrise du gradient de champ magnétique radial obtenue grâce à la disposition des bobines 31 à 33 et des pièces polaires 34 et 35 permet de séparer les fonctions d'accélération des ions de la fonction ionisation obtenue dans une zone proche de l'anode 25. Cette zone d'ionisation peut s'étendre partiellement dans la chambre tampon 23. Une caractéristique importante de l'invention réside dans l'existence d'une chambre tampon 23 qui permet d'optimiser la zone d'ionisation. Dans les moteurs classiques à dérive fermée d'électrons, une partie notable de l'ionisation est localisée dans la partie médiane. Une partie des ions percute les parois, ce qui est une cause d'usure rapide des parois et diminue ainsi la durée de vie du propulseur. La chambre tampon 23 favorise la réduction du gradient de concentration du plasma selon le rayon ainsi que le refroidissement des électrons à Itentrée du canal d'accélération 24, ce qui réduit la divergence du faisceau ionique sur les parois et ainsi évite des pertes d'ions par collision avec ces dernières, ce qui a pour effet d'augmenter le rendement et de réduire la divergence du faisceau à la sortie du moteur. Une autre caractéristique importante de l'invention réside dans la présence de trois bobines 31 à 33 qui peuvent présenter des dimensions différentes et permettent d'optimiser le champ magnétique grâce à leur localisation spécifique. Ainsi, une première bobine 31 est disposée autour et à ltextérieur du canal principal 24 au voisinage de l'extrémité aval 225 de celui-ci. Une deuxième bobine 32 est disposée autour de l'âme centrale 38 dans une zone faisant face à l'anode 25 et s'étendant partiellement en face de la chambre tampon 23. Une troisième bobine 33 est disposée autour de l'âme centrale 38 entre la deuxième bobine 32 et l'extrémité aval 225 du canal principal d'accélération 24. Les bobines 31,32,33 peuvent présenter des tailles différentes comme représenté sur la figure 1. La présence de trois bobines 31,32,33 bien différenciées a pour conséquence la création de lignes de champ mieux dirigées qui permettent d'obtenir un jet mieux canalisé et plus parallèle que sur les moteurs classiques. Selon une variante de réalisation, les bobines 31 à 33 de création d'un champ magnétique peuvent être remplacées au moins partiellement par des aimants permanents dont le point de Curie est supérieur à la température de fonctionnement du moteur. La bobine annulaire 31 pourrait également être remplacée par un ensemble de bobines individuelles et disposées autour des différentes barres de liaison 37 constituant le circuit magnétique périphérique. L'ensemble des bobines d'induction 31,32 et 33 peuvent également être montées en série avec la source d'alimentation électrique 44 et la cathode 40 de manière à réaliser une autorégulation du courant de décharge. Les bobines 31,32,33 peuvent être constituées de fil de cuivre revêtu d'un isolant minéral haute température. Les bobines 31 à 33 peuvent encore être constituées de fil du type coaxial à isolant minéral. Le matériau magnétique du circuit constitué des pièces polaires 34,35, de l'âme centrale 38, des barres 37 et de la culasse 36 peut être du fer doux, du fer ultrapur, ou encore un alliage fer-chrome à haute perméabilité magnétique. Le refroidissement des bobines 32 et 33 peut être amélioré par un caloduc placé dans l'axe du noyau magnétique 38 et rejetant la chaleur vers la culasse 36 et la pièce polaire radiale interne 35 rayonnant vers l'espace. A titre d'exemple, les pièces polaires 34 et 35 peuvent présenter une dimension de l'ordre d'une vingtaine de millimètres dans le sens axial. Le nombre d'ampères-tours de chaque bobine 31,32,33 et le rapport entre la longueur et le diamètre de chacune de ces bobines sont déterminés de manière à produire dans le canal d'accélération un champ magnétique essentiellement radial dont le maximum est situé dans le plan de sortie 59 du moteur, dont les lignes de champ près de la sortie 225 sont essentiellement parallèles à la face de sortie 59 et dont les lignes de champ au voisinage de l'anode 25 sont essentiellement disposées de manière à favoriser l'ionisation du gaz propulsif dans cette région. Des exemples de propulseur ionique selon l'invention combinant la présence d'une chambre tampon 23 et d'un ensemble de bobines 31,32,33 différenciées ont permis d'obtenir un rendement électrique de l'ordre de 50 à 70% soit une amélioration en moyenne de l'ordre de 10 à 25% par rapport aux systèmes antérieurement connus. Par ailleurs, dans les réalisations conformes à l'invention, on a obtenu en sortie du moteur un jet quasi-cylindrique avec une très faible divergence du faisceau d'ions de l'ordre de + 9s. Ainsi, avec un canal d'accélération du diamètre extérieur 80mm, on a à une distance de 80mm à l'extérieur du moteur par rapport au plan de sortie 59, 90% de l'énergie qui reste concentrée dans le diamètre du canal d'accélération. D'une manière générale, le moteur selon l'invention permet une plus forte densité de poussée (par exemple de l'ordre de 1 à 2mN/cm2 de densité de poussée aréolaire), donc un moteur plus petit et plus léger à isopoussée, avec un excellent rendement. En ce qui concerne la durée de vie, les moteurs connus montrent une durée de vie de l'ordre de 3000h. Au contraire, un moteur à plasma conforme à la présente invention permet d'obtenir une durée de vie d'au moins 5000 à 6000 heures en raison de la plus faible érosion du canal 24 liée à la meilleure cylindricité du jet ionisé. Le moteur à plasma selon l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Ainsi, le matériau isolant constituant les pièces 22 délimitant la chambre tampon 23 et la canal d'accélération 24 peut être constitué notamment par l'une des combinaisons suivantes: - céramique BN + B4C + A12 03 - alumine ultra pure - composite Al2 03 - Al2 03 - vitrocéramique à base de silice pure ou déposée, par exemple avec un oxyde de terre rare. L'isolateur 22 peut être fixé vis-à-vis de l'une des pièces polaires par exemple 34, à l'aide d'une pièce intermédiaire élastique 62 en métal dont le coefficient de dilatation est proche de celui de la céramique (figure 9). Ceci permet d'éliminer les contraintes thermiques dues aux différences de coefficient de dilation de la céramique ou similaire et du circuit magnétique. Dans ce cas, les pièces 22 délimitant le canal 24 peuvent présenter un talon 61 de retenue de la pièce intermédiaire élastique 62 et la fixation de celle-ci sur la pièce polaire 34 peut se faire par une vis de liaison 63. La liaison entre une matière céramique constituant les pièces isolantes 22 et le métal des pièces polaires 34,35 peut encore être obtenue par exemple par brasure, par soudage par diffusion, par frittage d'une composition cérami-métallique ou par pressage isostatique à chaud. La puissance dissipée sous forme des pertes thermiques dans l'anode 25 et le canal 24 peut être évacuée par rayonnement du canal 24 vers l'espace en aval ainsi que par le rayonnement du circuit magnétique. Afin d'éviter des interactions entre le plasma 29 de la cathode 40 et les pièces 22 de l'isolateur, celui-ci peut être entouré par un écran 39 situé entre la pièce polaire 34 et la culasse 36, comme indiqué plus haut. Pour permettre son refroidissement par rayonnement, cet écran 39 est recouvert d'un revêtement à haute émissivité, ou perforé. Dans ce dernier cas, la dimension des trous doit être suffisamment petite pour empêcher la pénétration du plasma. Le distributeur 27 de xenon peut être réalisé en acier inoxydable ou en niobium ou encore dans la même céramique que les pièces isolantes 22. L'anode 25 peut elle-même être réalisée par exemple en acier inoxydable, en alliage de nickel, en niobium ou en graphite. L'alimentation électrique de l'anode 25 est effectuée par un passage céramique/métal hermétique. L'alimentation en xenon du distributeur annulaire 27 peut être effectuée par l'intermédiaire d'un tube isolant si le distributeur 27 est lui-même métallique, afin d'éviter que se produise dans la chambre tampon 23 une décharge entre l'anode 25 et le distributeur 27 qui serait à la masse en l'absence de tube isolant. On a représenté sur la figure 3 un exemple de tube isolant 300 pour un distributeur 127 métallique qui, selon une variante de réalisation n'est pas disposé dans le fond de la chambre tampon 23, mais dans la partie aval de cette chambre 23 tout en étant séparé du l'anode 25 elle-même placée à l'entrée du canal d'accélération 24. Ce tube isolant peut aussi être disposé radialement à la périphérie de la chambre. Sur la figure 3, le tube isolant 300 comprend à titre d'exemple un tube en céramique 301 brasé aux deux extrémités sur des embouts métalliques 302 et rempli interieurement d'un garnissage 303 qui peut être en feutre céramique, en lit de granulés isolants ou encore formé d'un empilement de plaquettes isolantes et de grilles métalliques. Dans le cas de la figure 3, le tube isolant 300 est placé le long du canal d'accélération 24 entre la chambre tampon 23 et la bobine 31 de manière à minimiser la longueur totale du moteur. Toutefois, le tube isolant 300 pourrait aussi être placé entre la culasse 36 et la chambre tampon 23. Les pièces isolantes 22 délimitant la chambre tampon 23 et la canal d'accélération 24 peuvent présenter diverses configurations de même que l'anode 25 qui peut être cylindrique (figures 1,4,7) ou conique (figures 5 et 6). Sur la figure 1, une pièce annulaire interne 221 et des pièces complémentaires 222,223,224 rapportées sur la pièce interne 221 délimitent la chambre tampon 23 et le canal annulaire 24 tout en permettant le montage du distributeur 27 et de l'anode 25. Dans le cas de la figure 6, les pièces en matériau isolant définissant le canal principal 24 et la chambre tampon 23 comprennent une première pièce 22c formant une paroi externe de la chambre tampon 23 et du canal principal 24 et une deuxième pièce 22d formant une paroi interne de la chambre tampon 23 et du canal principal 24 et le distributeur 27 en gaz ionisable placé dans la chambre tampon 23 constitue luimême un élément de liaison entre lesdites première et deuxième pièces 22c,22d. L'anode conique 50 peut être montée par l'amont sur une portion de transition conique 56 entre la chambre tampon 23 et le canal d'accélération 24. Dans le cas de la figure 4, les pièces en matériau isolant définissant le canal principal 24 et la chambre tampon 23 comprennent une première pièce 22a formant la paroi de la chambre tampon 23 et la paroi interne du canal principal 24 et une deuxième pièce 22b formant la paroi externe du canal principal 24 et l'anode est scellée par des portions 51,52 entre les première et deuxième pièces 22a,22b. La référence 53 désigne un capot optionnel. Le distributeur 27 peut être introduit par l'aval. Le mode de réalisation de la figure 5 est voisin de celui de la figure 4 mais montre une anode 50 conique scellée par des portions 54,55 entre les première et deuxième pièces 22a, 22b. Dans le cas des figures 1 et 6, l'anode est rapportée sur une face des pièces 22 en matériau isolant à la jonction entre la chambre tampon 23 et le canal principal 24. Dans le cas de la figure 7, l'anode 25 est réalisée en plusieurs tronçons reliés électriquement entre eux (liaison 57). Le distributeur 27 peut être introduit par l'aval. Il existe au niveau de la jonction 58 entre les pièces 22e et 22f en matériau isolant un scellement céramique-céramique permettant de réaliser le canal à partir de deux éléments séparés. La figure 8 montre un exemple de mise en oeuvre dans lequel la virole externe 75 en matériau magnétique constitue également une interface de fixation du moteur sur la structure 72 d'un satellite. La référence 71 désigne l'interface mécanique du moteur et la référence 72 le mur du satellite parallèle à l'axe nord-sud du satellite géostationnaire. L'angle a représente l'angle d'inclinaison du moteur par rapport à l'axe nordsud 73 du satellite. b qui est ici toujours inférieur à a représente le demi-angle de divergence du faisceau d'ions. Des fenêtres 74 de rayonnement sont percées dans la virole 75 et recouvertes d'un écran perforé 76 pouvant être un tamis métallique. D'autres exemples de mise en oeuvre du moteur à plasma selon l'invention sont naturellement possibles. REVENDICATIONS 1. Moteur à plasma à dérive fermée d'électrons, comprenant un canal annulaire principal d'ionisation et d'accélération (24) délimité par des pièces (22) en matériau isolant et ouvert à son extrémité aval (225), au moins une cathode creuse (40) disposée à l'extérieur du canal annulaire principal (24) du côté de la partie aval de celui-ci, une anode annulaire (25) concentrique au canal annulaire principal (24) et disposée à distance de l'extrémité aval ouverte (225), des premiers et deuxièmes moyens (41,26) d'alimentation en gaz ionisable associés respectivement à la cathode creuse (40) et à l'anode annulaire (25), et des moyens (31 à 33, 34 à 38) de création d'un champ magnétique dans le canal annulaire principal (24), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chambre tampon annulaire (23) qui présente dans le sens radial une dimension plus grande que celle du canal annulaire principal (24) et s'étend en amont de celui-ci au-delà de la zone dans laquelle est placée l'anode annulaire (25), en ce que les deuxièmes moyens (26) d'alimentation en gaz ionisable débouchent en amont de l'anode (25) à travers un distributeur annulaire (27) dans une zone distincte de la zone portant l'anode (25), et en ce que les moyens (31 à 33, 34 à 38) de création d'un champ magnétique dans le canal principal (24) sont adaptés pour produire dans ce canal principal (24) un champ magnétique essentiellement radial qui présente un gradient avec une induction maximale à l'extrémité aval (225) du canal (24), les lignes de champ étant essentiellement parallèles à la face de sortie (34,35) perpendiculaire à l'axe du moteur, à l'extrémité aval (225) du canal (24), et une induction minimale dans la zone de transition située au voisinage de l'anode (25) entre la chambre tampon (23) et le canal principal (24) de manière à favoriser l'ionisation du gaz ionisable. 2. Moteur à plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre tampon (23) présente dans le sens radial une dimension qui est de l'ordre du double de la dimension radiale du canal principal (24). 3. Moteur à plasma selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre tampon (23) présente dans le sens axial une dimension qui est de l'ordre de 1,5 fois la dimension radiale du canal principal (24). 4. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit magnétique comprend plusieurs moyens distincts (31 à 33) de création d'un champ magnétique et des pièces polaires radiale planes (34,35) interne (35) et externe (34) disposées au niveau de la face de sortie de part et d'autre du canal principal (24) et reliées entre elles par une âme centrale (38), une culasse (36) située en amont de la chambre tampon (23) et un circuit magnétique périphérique (37) disposé axialement à l'extérieur du canal principal (24) et de la chambre tampon (23). 5. Moteur à plasma selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens distincts (31 à 33) de création d'un champ magnétique comprennent un premier moyen (31) disposé autour et à l'extérieur du canal principal (24) au voisinage de l'extrémité aval (225) de celui-ci, un deuxième moyen (32) disposé autour de l'âme centrale (38) dans une zone faisant face à l'anode (25) et s'étendant partiellement en face de la chambre tampon (23) et un troisième moyen (33) disposé autour de l'âme centrale (38) entre le deuxième moyen (32) et l'extrémité aval (225) du canal principal (24). 6. Moteur à plasma selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premier, deuxième et troisième moyens (31,32,33) de création d'un champ magnétique présentent des tailles différentes. 7. Moteur à plasma selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que les premier, deuxième et troisième moyens (31,32,33) de création d'un champ magnétique sont constitués par des bobines d'induction. 8. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les premier, deuxième et troisième moyens (31,32,33) de création d'un champ magnétique sont formés au moins partiellement par des aimants permanents dont le point de Curie est supérieur à la température de fonctionnement du moteur. 9. Moteur à plasma selon ltune quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le circuit magnétique périphérique (37) comprend un ensemble de barreaux de liaison entre la pièce polaire radiale externe (34) et la culasse (36). 10. Moteur à plasma selon la revendication 7 et la revendication 9, caractérisé en ce que le premier moyen (31) de création d'un champ magnétique comprend un ensemble de bobines individuelles disposées autour des barreaux (37) constituant le circuit magnétique périphérique. 11. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le circuit magnétique périphérique (37) est constitué par une virole. 12. Moteur à plasma selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bobines d'induction constituant les premier, deuxième et troisième moyens (31,32,33) de création d'un champ magnétique sont montées en série entre une source d'alimentation électrique (44) et la cathode creuse (40). 13. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le distributeur annulaire (27) de gaz ionisable disposé dans la chambre tampon (23) est réalisé en un matériau isolant électriquement. 14. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le distributeur annulaire (27) de gaz ionisable disposé dans la chambre tampon (23) est métallique et en ce que le tube (26) d'alimentation en gaz ionisable débouchant dans le distributeur annulaire (27) comprend des moyens (300) d'isolation électrique. 15. Moteur à plasma selon la revendication 4 et la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens (300) d'isolation électrique du tube (26) d'alimentation en gaz ionisable sont disposés entre la culasse (36) et la chambre tampon (23). 16. Moteur à plasma selon la revendication 5 et la revendication 14, caractérisé en ce que le tube (26) d'alimentation en gaz ionisable et ses moyens (300) d'isolation électrique sont disposés le long du canal principal (24) entre la chambre tampon (23) et le premier moyen (31) de création d'un champ magnétique. 17. Moteur à plasma selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un caloduc placé dans l'axe de l'âme centrale (38) portant les bobines constituant les deuxième et troisième moyens de création d'un champ magnétique (32,33) et rejetant la chaleur vers la pièce polaire radiale interne (35) et la culasse (36). 18. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les pièces (22) en matériau isolant définissant le canal principal (24) et la chambre tampon (23) comprennent une première pièce (22c) formant une paroi externe de la chambre tampon (23) et du canal principal (24) et une deuxième pièce (22d) formant une paroi interne de la chambre tampon (23) et du canal principal (24) et en ce que le distributeur (27) en gaz ionisable placé dans la chambre tampon (23) constitue lui-même un élément de liaison entre lesdites première et deuxième pièces (22c,22d). 19. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les pièces (22) en matériau isolant définissant le canal principal (24) et la chambre tampon (23) comprennent une première pièce (22a) formant la paroi de la chambre tampon (23) et la paroi interne du canal principal (24) et une deuxième pièce (22b) formant la paroi externe du canal principal (24) et en ce que l'anode (25) est scellée entre la première et deuxième pièces (22a,22b). 20. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que l'anode (25) est rapportée sur une face des pièces (22) en matériau isolant à la jonction entre la chambre tampon (23) et le canal principal (24). 21. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que l'anode (25) présente une forme cylindrique. 22. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que l'anode (50) présente une forme tronconique. 23. Moteur à plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que l'anode (25) est constituée en plusieurs tronçons disposés dans la chambre tampon (23) ou à l'entrée du canal principal (24) et reliés électriquement entre eux. 24. Moteur à plasma selon la revendication 4 et l'une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que les pièces isolantes (22) définissant le canal principal (24) sont fixées sur la pièce polaire radiale externe (34) à l'aide d'un assemblage à talon (61) et rondelle élastique (62). 25. Moteur à plasma selon la revendication 12, caractérisé en ce que la virole externe (75) en matériau magnétique constitue également une interface de fixation du moteur sur la structure (72) d'un satellite.