Магнитоплазмодинамический (МПД) двигатель представляет собой разновидность электрического ракетного двигателя, где в качестве рабочего тела используется ионизированный газ — плазма. Его принцип действия основан на электромагнитных силах: электрический ток, протекающий через плазму, взаимодействует с магнитным полем (в том числе создаваемым самим устройством или внешним, например, полем Земли). Это взаимодействие порождает силу Лоренца, которая и разгоняет плазму, создавая реактивную тягу.
Ключевые особенности и преимущества
Главная отличительная черта МПД-двигателей и других электрических двигателей подобного класса — способность работать очень долго, обеспечивая небольшое, но постоянное ускорение. Это делает их идеальными для длительных миссий в космосе, где важна экономия топлива, а не быстрый разгон. В 1988 году эти возможности были проверены в ходе эксперимента «Плазма» на искусственных спутниках Земли. Ученые не только изучали эффективность двигателей, но и оценивали их потенциальное помеховое воздействие на бортовую аппаратуру и радиосвязь космического аппарата.
Сравнительные характеристики и потенциал
Среди электрических ракетных двигателей сильноточный плазменный МПД-двигатель, работающий в стационарном режиме, выделяется рядом важных преимуществ. Он способен развивать относительно высокую тягу при сохранении хорошего коэффициента полезного действия (КПД) — не менее 50%. Скорость истечения реактивной струи у таких двигателей достигает впечатляющих значений — порядка 10 километров в секунду. Особенно перспективным становится их использование в паре с солнечными батареями, которые могут обеспечивать двигатель необходимой электроэнергией. Эта комбинация даёт МПД-двигателям серьёзное преимущество в автономности и эффективности по сравнению с другими типами двигателей.
Благодаря перечисленным достоинствам — высокой скорости истечения, хорошему КПД и совместимости с солнечной энергетикой — магнитоплазмодинамический двигатель рассматривается как перспективный кандидат на роль маршевого двигателя для будущих космических миссий. Его применение особенно целесообразно на аппаратах, оснащённых мощными (от 100 кВт и выше) низковольтными энергоустановками, такими как масштабные солнечные батареи.