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- Ein magnetoplasmadynamischer Antrieb, auch MPD-Antrieb (engl. MPD thruster) genannt, ist ein Antriebsmechanismus für Weltraumfahrzeuge, der auf dem Prinzip der elektromagnetischen Beschleunigung basiert. Aufgrund des hohen elektrischen Leistungsbedarfs sind allerdings seit dem Beginn der Entwicklung in den 1960er bisher nur wenige Antriebe im Weltraum erprobt worden, insbesondere durch Anstrengungen Japans und der ehemaligen Sowjetunion. Er nutzt die Lorentzkraft, welche die Wechselwirkung zwischen einem Magnetfeld und elektrischem Strom beschreibt, und wird daher auch Lorentz Force Accelerator (LFA) genannt. MPD-Antriebe stellen eine Weiterentwicklung des thermischen Lichtbogentriebwerks (Arcjet) dar, dessen elektrothermische Beschleunigung hierbei durch die effizientere elektromagnetische Beschleunigung ersetzt wird. Dadurch kann ein höherer Wirkungsgrad erreicht werden, welcher aber erst bei hohen Leistungen, und damit verbundenen starken Magnetfeldern, erreicht wird. Wird zusätzlich ein Magnetfeld aufgebracht, spricht man vom Fremdfeldbeschleuniger (engl. AF-MPD; Applied-Field MPD), ansonsten vom Eigenfeldbeschleuniger (engl. SF-MPD; Self-Field MPD). (de)
- Un propulseur magnétoplasmadynamique (MPD ou MPDT pour magnetoplasmadynamic thruster), appelé aussi accélérateur à force de Lorentz (LFA pour Lorentz Force Accelerator), est l'une des technologies de propulsion électrique s'inscrivant dans le futur proche de l'exploration spatiale au XXIe siècle. Cette propulsion de nature électromagnétique, conceptualisée dès 1964, utilise la force de Lorentz (force électromagnétique résultant de l'interaction entre un courant électrique et un champ magnétique) pour accélérer un gaz ionisé appelé plasma, qui procure une poussée par réaction. C'est un type d'accélérateur MHD (magnétohydrodynamique) spatial dont le fluide propulsif est un plasma. (fr)
- A magnetoplasmadynamic (MPD) thruster (MPDT) is a form of electrically powered spacecraft propulsion which uses the Lorentz force (the force on a charged particle by an electromagnetic field) to generate thrust. It is sometimes referred to as Lorentz Force Accelerator (LFA) or (mostly in Japan) MPD arcjet. Generally, a gaseous material is ionized and fed into an acceleration chamber, where the magnetic and electric fields are created using a power source. The particles are then propelled by the Lorentz force resulting from the interaction between the current flowing through the plasma and the magnetic field (which is either externally applied or induced by the current) out through the exhaust chamber. Unlike chemical propulsion, there is no combustion of fuel. As with other electric propulsion variations, both specific impulse and thrust increase with power input, while thrust per watt drops. There are two main types of MPD thrusters, applied-field and self-field. Applied-field thrusters have magnetic rings surrounding the exhaust chamber to produce the magnetic field, while self-field thrusters have a cathode extending through the middle of the chamber. Applied fields are necessary at lower power levels, where self-field configurations are too weak. Various propellants such as xenon, neon, argon, hydrogen, hydrazine, and lithium have been used, with lithium generally being the best performer. According to Edgar Choueiri magnetoplasmadynamic thrusters have input power 100–500 kilowatts, exhaust velocity 15–60 kilometers per second, thrust 2.5–25 newtons and efficiency 40–60 percent. However, additional research has shown that exhaust velocities can exceed 100 kilometers per second. One potential application of magnetoplasmadynamic thrusters is the main propulsion engine for heavy cargo and piloted space vehicles (example engine for human mission to Mars). (en)
- Il propulsore magnetoplasmadinamico (MPD o MPDT) è un propulsore elettrico per uso spaziale, che usa la forza di Lorentz (una forza risultante dall'interazione di un campo magnetico e di cariche elettriche in movimento) per generare una spinta. È indicato anche come "Lorentz Force Accelerator (LFA)" e (soprattutto in Giappone) "MPD arcjet". Generalmente, un propellente allo stato gassoso viene ionizzato e immesso in una camera di accelerazione, dove viene creato un campo elettromagnetico utilizzando una fonte di energia elettrica. Le particelle vengono poi spinte verso il condotto d'uscita dalla forza di Lorentz, risultante dall'interazione tra la corrente elettrica del flusso di plasma e il campo magnetico (che può essere applicato dall'esterno o indotto dalla corrente). A differenza della propulsione di tipo chimico, non avviene alcuna combustione di propellente. Come per gli altri tipi di propulsione elettrica, sia l'impulso specifico che la spinta aumentano con la potenza in ingresso, mentre la spinta per watt diminuisce. Ci sono due tipi principali di propulsori MPD: a campo magnetico applicato oppure auto-indotto. I propulsori a campo applicato sono dotati di magneti o solenoidi che circondano la camera di accelerazione per produrre una componente aggiuntiva del campo magnetico, mentre in quelli a campo auto-indotto il campo magnetico è generato nella sua totalità dall'intensità di corrente che scorre lungo il catodo posto al centro della camera, secondo la legge di Biot-Savart. L'esigenza dei campi applicati nasce dalla necessità di migliorare l'efficienza del propulsore quando il valore di potenza disponibile è basso e le configurazioni a campo auto-indotto risulterebbero troppo deboli (in caso di bassa potenza applicata, il campo magnetico autoindotto non raggiunge l'intensità necessaria a garantire una giusta efficienza del processo accelerativo). Molti propellenti, come xeno, neon, argon, idrazina e litio sono stati testati, generalmente ottenendo dal litio le migliori prestazioni. (it)
- MPDアークジェット（Magnetoplasmadynamic thruster）は主に同軸構造を持つ陰極（カソード）、陽極（アノード）間に数kAの大電流を流すことにより、推進剤を電離し高密度のプラズマを生成すると同時に、電極間に流れる放電電流とアンペールの法則によってその電流周りに生み出される磁力との相互作用（ローレンツ力）により、生成したプラズマを強制排気するというコンセプトの推進機である。 放電電流が小さく推進剤流量が大きい場合には気体力学的な加速も無視することができず、DCアークジェットと同様に末広がりノズルやノズルスロートを備えた構造となることが多い。よって、放電電流および推進剤流量の値によりMPDアークジェットの推進性能は、DCアークジェットとイオンスラスタとの中間に位置する。 数百kW～MW級の大電力を必要とするため、現在までに実用化された例は無いが、地上での定常作動試験及びコンデンサに充放電する形でのパルス作動試験は1960年代から行われており、宇宙空間においては1970年代に旧ソ連が、1980年（昭和55年）、1983年（昭和58年）、1996年（平成8年）には日本がパルス作動での軌道上飛行試験を行っている。 主な推進剤はアルゴン、水素、ヒドラジン等であり、比推力は1000秒～8000秒、1機当りの推力は数N～数十Nと大きい。電気推進機の中では100 kN/m2という圧倒的な推力密度と、0.1 kg/kWというコンパクトな機体構造を持ち、火星有人ミッションを始めとする次世代の大規模惑星間輸送を担う宇宙機においては本命と考えられる航行用エンジンである。 (ja)
- 磁等离子体动力推力器，是一种用洛伦兹力来获得推力的装置。 一般来讲，推进剂被注入加速室，并被电离,加速室中的电场以及磁场(可以是有电场诱导的，也可以是外加的)产生洛伦兹力，将电离后的推进剂加速产生推力。 (zh)
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- Un propulseur magnétoplasmadynamique (MPD ou MPDT pour magnetoplasmadynamic thruster), appelé aussi accélérateur à force de Lorentz (LFA pour Lorentz Force Accelerator), est l'une des technologies de propulsion électrique s'inscrivant dans le futur proche de l'exploration spatiale au XXIe siècle. Cette propulsion de nature électromagnétique, conceptualisée dès 1964, utilise la force de Lorentz (force électromagnétique résultant de l'interaction entre un courant électrique et un champ magnétique) pour accélérer un gaz ionisé appelé plasma, qui procure une poussée par réaction. C'est un type d'accélérateur MHD (magnétohydrodynamique) spatial dont le fluide propulsif est un plasma. (fr)
- 磁等离子体动力推力器，是一种用洛伦兹力来获得推力的装置。 一般来讲，推进剂被注入加速室，并被电离,加速室中的电场以及磁场(可以是有电场诱导的，也可以是外加的)产生洛伦兹力，将电离后的推进剂加速产生推力。 (zh)
- Ein magnetoplasmadynamischer Antrieb, auch MPD-Antrieb (engl. MPD thruster) genannt, ist ein Antriebsmechanismus für Weltraumfahrzeuge, der auf dem Prinzip der elektromagnetischen Beschleunigung basiert. Aufgrund des hohen elektrischen Leistungsbedarfs sind allerdings seit dem Beginn der Entwicklung in den 1960er bisher nur wenige Antriebe im Weltraum erprobt worden, insbesondere durch Anstrengungen Japans und der ehemaligen Sowjetunion. (de)
- A magnetoplasmadynamic (MPD) thruster (MPDT) is a form of electrically powered spacecraft propulsion which uses the Lorentz force (the force on a charged particle by an electromagnetic field) to generate thrust. It is sometimes referred to as Lorentz Force Accelerator (LFA) or (mostly in Japan) MPD arcjet. One potential application of magnetoplasmadynamic thrusters is the main propulsion engine for heavy cargo and piloted space vehicles (example engine for human mission to Mars). (en)
- Il propulsore magnetoplasmadinamico (MPD o MPDT) è un propulsore elettrico per uso spaziale, che usa la forza di Lorentz (una forza risultante dall'interazione di un campo magnetico e di cariche elettriche in movimento) per generare una spinta. È indicato anche come "Lorentz Force Accelerator (LFA)" e (soprattutto in Giappone) "MPD arcjet". (it)
- MPDアークジェット（Magnetoplasmadynamic thruster）は主に同軸構造を持つ陰極（カソード）、陽極（アノード）間に数kAの大電流を流すことにより、推進剤を電離し高密度のプラズマを生成すると同時に、電極間に流れる放電電流とアンペールの法則によってその電流周りに生み出される磁力との相互作用（ローレンツ力）により、生成したプラズマを強制排気するというコンセプトの推進機である。 放電電流が小さく推進剤流量が大きい場合には気体力学的な加速も無視することができず、DCアークジェットと同様に末広がりノズルやノズルスロートを備えた構造となることが多い。よって、放電電流および推進剤流量の値によりMPDアークジェットの推進性能は、DCアークジェットとイオンスラスタとの中間に位置する。 数百kW～MW級の大電力を必要とするため、現在までに実用化された例は無いが、地上での定常作動試験及びコンデンサに充放電する形でのパルス作動試験は1960年代から行われており、宇宙空間においては1970年代に旧ソ連が、1980年（昭和55年）、1983年（昭和58年）、1996年（平成8年）には日本がパルス作動での軌道上飛行試験を行っている。 (ja)
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