Kas ir magnetohidrodinamiskais piedziņa?

Palielinoties elektromagnētiskā lauka intensitātei, palielinās arī magnetohidrodinamiskās piedziņas vilce un īpatnējais impulss. Lorenca spēku var izmantot piedziņai kosmosa kuģos, kuros kā šķidra barotne tiek izmantota uzlādēta plazma, un tāpēc tos sauc par magnetoplazmadinamiskajiem (MPD) dzinējiem. Eksperimentālie prototipi ir pārbaudīti gan uz Krievijas, gan Japānas satelītiem.

Magnetohidrodinamika kopumā ir zinātniska disciplīna, kas pēta jebkurus elektriski lādētus šķidrumus. Lai izskaidrotu un prognozētu elektriski uzlādētu šķidrumu uzvedību, ir jāapvieno Navjē-Stoksa šķidruma dinamikas vienādojumi ar Maksvela elektromagnētisma vienādojumiem. Tas nozīmē, ka vienlaikus ir jāatrisina divas diferenciālvienādojumu kopas, kas nozīmē, ka aprēķini ir skaitļošanas intensīvi un bieži vien ir nepieciešami superdatori.

Deviņdesmitajos gados Mitsubishi uzbūvēja prototipus jūras kuģiem, kas izmantoja magnetohidrodinamiskās piedziņas, taču tie sasniedza tikai ātrumu 1990 km/h (24,1 km stundā), neskatoties uz prognozēm par 9.3 km/h (322 km stundā). Kustīgo daļu trūkuma dēļ magnetohidrodinamiskie dzinēji principā var būt uzticami, ekonomiski, efektīvi, klusi un mehāniski eleganti. Tomēr, tā kā to degvielas avots ir elektrība un mums joprojām trūkst lētu līdzekļu liela jaudas blīvuma kurināmā elementu radīšanai, kuģiem, kas izmanto MHD disku, ir jābūt smagam iebūvētam ģeneratoram, kas sadedzina dīzeļdegvielu. Ja ūdeņraža kurināmā elementu izmaksas nākamajos gados krasi palielināsies, MHD disks var izrādīties dzīvotspējīga alternatīva dzenskrūvei.

Kosmosa kuģos magnetoplazmadinamiskajiem dzinējiem ir nepieciešams pietiekami liels jaudas daudzums – megavatos -, lai tie darbotos optimāli. Mūsdienās pat spēcīgākie kosmosa kuģu jaudas ģeneratori nodrošina tikai dažus simtus kilovatu, kas nozīmē, ka MPD dzinēji galvenokārt joprojām ir nākotnes tehnoloģija. Tomēr MPD dzinēju darbības principi ļauj tiem iegūt ārkārtīgi lielus īpatnējos impulsus, kas ir vairāk nekā 20 reizes lielāki par ķīmisko raķešu īpatnējo impulsu, ja ir pietiekama jauda.