Što je magnetohidrodinamički pogon?

Magnetohidrodinamički (MHD) pogon je motor bez pokretnih dijelova koji stvara potisak ubrzavanjem nabijene tekućine elektromagnetskim poljem. To je poznato kao Lorentzova sila, čija se veličina u newtonima na bilo kojoj specifičnoj nabijenoj čestici može izračunati dodavanjem gustoće električnog polja u voltima po metru trenutnoj brzini čestice u m/s, množenjem zbroja s gustoćom magnetskog polja u teslama, i množenje tog proizvoda s električnim nabojem čestice u kolumovima.

Kada se intenzitet elektromagnetskog polja povećava, povećavaju se i potisak i specifični impuls magnetohidrodinamičkog pogona. Lorentzova sila može se iskoristiti za pogon u svemirskim letjelicama, koje koriste nabijenu plazmu kao tekući medij, pa se stoga nazivaju magnetoplazmadinamičkim (MPD) potisnicima. Eksperimentalni prototipovi testirani su na ruskim i japanskim satelitima.

Magnetohidrodinamika općenito je znanstvena disciplina koja proučava sve električno nabijene tekućine. Objašnjenje i predviđanje ponašanja električno nabijenih tekućina zahtijeva kombiniranje Navier-Stokesovih jednadžbi dinamike fluida s Maxwellovim jednadžbama elektromagnetizma. To znači da se dva skupa diferencijalnih jednadžbi moraju rješavati istovremeno, što znači da su izračuni računski intenzivni i često zahtijevaju superračunala.

U 1990-ima, Mitsubishi je napravio prototipove za pomorska plovila koja su koristila magnetohidrodinamičke pogone, ali su oni dostizali samo brzine od 15 km/h (9.3 mph), unatoč predviđanjima od 200 km/h (124.3 mph). Zbog nedostatka pokretnih dijelova, magnetohidrodinamički motori u principu mogu biti pouzdani, ekonomični, učinkoviti, tihi i mehanički elegantni. Međutim, budući da im je izvor goriva električna energija, a još uvijek nam nedostaje jeftino sredstvo za stvaranje gorivnih ćelija visoke gustoće snage, brodovi koji koriste MHD pogon moraju imati teški ugrađeni generator koji sagorijeva dizel. Ako se cijena vodikovih gorivnih ćelija drastično poveća u nadolazećim godinama, MHD pogon mogao bi se pokazati održivom alternativom propeleru.

U svemirskim letjelicama, magnetoplazmadinamički potisnici zahtijevaju priličnu količinu snage – u megavatima – da bi radili optimalno. Danas čak i najjači generatori energije svemirskih letjelica daju samo nekoliko stotina kilovata, što znači da MPD potisnici ostaju prvenstveno tehnologija budućnosti. Međutim, principi rada MPD potisnika omogućuju im da posjeduju iznimno visoke specifične impulse, više od 20 puta veći od specifičnog impulsa kemijskih raketa, uz dovoljnu snagu.