ESA’s Earth Return Orbiter (ERO) mission is an important phase of the Mars Sample Return (MSR) campaign, an international mission where ESA and NASA collaborate with the objective of bringing Martian samples back to Earth. In general, electric propulsion offers very high efficiency but relatively low thrust, nevertheless the stateof-the art ion thruster selected for MSR-ERO mission allows to respect missions’ specifications. This work aims to follow the development of the electric propulsion system from theory of ion thruster and ion extraction phenomenon to coupled test campaign with the fluidic and electric chain of the system. A review of existing electrostatic probes is conducted in order to analyse plasma parameters of the thruster’s plume before assessing a performance model. Computed performance parameters are then confronted with thrust balance measurements to ensure its precision giving an absolute error for thrust and specific impulse below 1%. On the other hand, filters on the thruster grids are tested to analyse how radiofrequency ion thruster’s performance and behaviour is modified. Modification of plasma behaviour is analysed with the help of current studies of ion thruster and performance is seen to remain similar with and without filters.

ESA:s uppdrag Earth Return Orbiter (ERO) är en viktig fas i kampanjen Mars Sample Return (MSR), ett internationellt uppdrag där ESA och NASA samarbetar med målet att föra tillbaka prover från Mars till jorden. I allmänhet erbjuder elektrisk framdrivning mycket hög effektivitet men relativt låg dragkraft, men den toppmoderna jonpropellern som valts för MSR-ERO-uppdraget gör det ändå möjligt att respektera uppdragets specifikationer. Detta arbete syftar till att följa utvecklingen av det elektriska framdrivningssystemet från teori om jonpropeller och jonextraktionsfenomen till kopplad testkampanj med den fluidiska och elektriska kedjan i systemet. En genomgång av befintliga elektrostatiska sonder genomförs för att analysera plasmaparametrar i jonpropellerns plym innan en prestandamodell utvärderas. De beräknade prestandaparametrarna konfronteras sedan med tryckbalansmätningar för att säkerställa dess precision, vilket ger ett absolut fel för tryckkraft och specifik impuls under 1%. Å andra sidan testas filter på raketens galler för att analysera hur radiofrekvensjonraketens prestanda och beteende modifieras. Modifieringen av plasmabeteendet analyseras med hjälp av aktuella studier av jonpropellrar, och det visar sig att prestandan är densamma med och utan filter.