¿Habrá torques en la nave espacial debido a la interacción del torquer magnético con el campo magnético residual de la nave espacial?

Suponiendo que el magnetorquer y la electrónica de generación de campo estén fijadas rígidamente al cubo de la nave espacial. La referencia a cualquier documento/artículo de apoyo sería genial. Gracias.

¿Afectaría el campo residual el rendimiento del magnetorquer debido a la generación de fem inversa? Para cancelar cuál, se debe pasar más corriente para obtener el mismo par (en caso de que la polaridad de la fem sea opuesta) y menos corriente en la otra dirección donde la polaridad de la fem es favorable. Se asume un campo externo constante.

¿Está buscando la existencia teórica de algunos pares, por pequeños que sean, o está buscando algún valor significativo en la práctica? Si es lo último, probablemente debería aclarar un poco.
Cualquier torque en los magnetorquers causará un torque igual y opuesto en los componentes de la nave espacial con los que están interactuando; pero como ambos son parte de la nave espacial, el par neto es cero. (De lo contrario, podría girar "gratis", violando la conservación del momento angular).
Estoy de acuerdo con los comentarios anteriores. Puedo ver otras dos direcciones para su pregunta: a) solo para calibrar los efectos no deseados, ¿cuáles son los efectos de otros bucles de corriente? Ya sea de una corriente cambiante o una corriente constante en una nave espacial que se mueve a través de un campo magnético cambiante, podría ser más fácil para evaluarlos usted mismo para la situación de interés, ya que de otro modo sería abierto
b) en un sistema más complejo donde se usa un lazo de control activo con algún sensor de actitud (posiblemente incluso un magnetómetro) para controlar el magnetorquer, entonces, ¿cómo aislaría las perturbaciones de actitud de los lazos de corriente del satélite no deseados para que el lazo de control no fuera t disparando constantemente el circuito magnetorquer para hacer correcciones? No sé cuál es la práctica normal, solo exponerla.
@2012rcampion Gracias. Eso es lo que estaba buscando.
@Puffin No estoy usando magnetómetro para el control de actitud de circuito cerrado. Sin embargo, ¿el campo residual afectaría el rendimiento del magnetorquer debido a la generación de fem inversa? Para cancelar cuál, se debe pasar más corriente para obtener el mismo par (en caso de que la polaridad de la fem sea opuesta) y menos corriente en la otra dirección donde la polaridad de la fem es favorable. Se asume un campo externo constante.
Bien, lo entiendo, la pregunta es más clara ahora, no sé, demasiado detallada para mí, pero tiene sentido que su suposición sea el caso.

Respuestas (2)

Sí, absolutamente se generan pares en la nave espacial a partir de una combinación de campo magnético residual de la nave espacial (estático, producido por materiales magnéticos o paramagnéticos en la construcción) y dinámico resultante del flujo de corriente eléctrica alrededor de la nave espacial. Habrá alguna interacción de estos campos magnéticos con el campo magnético de los torquers magnéticos, sin embargo, eso suele ser mínimo ya que los torquers generan campos mucho más fuertes. Las fuentes de torque individuales, sin embargo, se suman todas juntas en una suma vectorial.

En las naves espaciales en las que se desea minimizar estas perturbaciones netas en el sistema de control, se puede realizar un ejercicio de equilibrio magnético. Durante la fase de diseño, se minimiza el uso de materiales magnéticos. Si no se pueden eliminar, los subensamblajes se pueden desmagnetizar antes de la integración. Después de la integración, el dipolo residual de la nave espacial se puede medir y luego ajustar agregando imanes de ajuste. Esto implica seleccionar una ubicación que tenga fuentes magnéticas mínimas, medir la ubicación, luego llevar la nave espacial a esta área y hacerla girar para medir el efecto en un sensor estacionario para caracterizar el dipolo de la nave espacial. Este ejercicio se puede realizar con la nave espacial en varios estados de potencia para caracterizar el par magnético en los diversos modos básicos de funcionamiento de la nave espacial. Tenga en cuenta que los paneles solares pueden contribuir en gran medida al dipolo, ya que los bucles por los que fluye la corriente pueden ser relativamente grandes si no se presta especial atención al diseño preciso del cableado posterior, por lo que puede ser fundamental iluminar los paneles y extraer energía de ellos. para esta prueba. Cada eje principal de la nave espacial se mide haciendo girar la nave espacial alrededor de ese eje. Luego se puede calcular una suma vectorial y, si se desea, se pueden adherir pequeños imanes permanentes a la nave espacial y volver a ejecutar la prueba hasta que la medición del dipolo magnético neto esté por debajo del límite deseado. Una buena descripción de un programa de limpieza magnética se encuentra aquí: por lo que puede ser fundamental iluminar los paneles y extraer energía de ellos para esta prueba. Cada eje principal de la nave espacial se mide haciendo girar la nave espacial alrededor de ese eje. Luego se puede calcular una suma vectorial y, si se desea, se pueden adherir pequeños imanes permanentes a la nave espacial y volver a ejecutar la prueba hasta que la medición del dipolo magnético neto esté por debajo del límite deseado. Una buena descripción de un programa de limpieza magnética se encuentra aquí: por lo que puede ser fundamental iluminar los paneles y extraer energía de ellos para esta prueba. Cada eje principal de la nave espacial se mide haciendo girar la nave espacial alrededor de ese eje. Luego se puede calcular una suma vectorial y, si se desea, se pueden adherir pequeños imanes permanentes a la nave espacial y volver a ejecutar la prueba hasta que la medición del dipolo magnético neto esté por debajo del límite deseado. Una buena descripción de un programa de limpieza magnética se encuentra aquí:https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19710029225.pdf

No creo que una nave espacial pueda ejercer un par sobre sí misma, a través de ningún mecanismo. Eso violaría la conservación del momento angular. La limpieza magnética se trata de reducir el par de torsión debido al campo magnético de la nave interesante con campos externos.
He votado en contra (al menos temporalmente) porque no puedo entender cómo una nave espacial o cualquier cuerpo aislado puede ejercer un par neto sobre sí mismo. Ciertamente puede haber pares locales, pero asumo que la pregunta se refiere solo a un par sobre el centro de masa de toda la nave espacial, uno que induciría la rotación de cuerpo rígido de la nave espacial sobre él, y no creo que eso sea lo que estás. describiendo en esta respuesta.
Tal vez si puede advertir su respuesta al principio explicando que no hay un par neto, eso es suficiente. En este momento tenemos un sí y un no como respuesta a la misma pregunta, pero no creo que ninguna respuesta pretenda contradecir la conservación del momento angular.
El magnetorquer proporciona un par externo, mientras que lo que está hablando es un par interno. Si lo piensa en un sentido práctico de cualquier sistema de ingeniería, cuando decimos que no hay efecto, significa que el efecto es infinitesimalmente pequeño que se vuelve insignificante. Creo que la pregunta que debe hacerse es si las lecturas del magnetómetro se corromperán si se produce un campo magnético internamente.

No. Ningún objeto puede ejercer un par sobre sí mismo solo a través de interacciones internas. Eso violaría la conservación del momento angular.

Las naves espaciales están construidas para tener campos magnéticos controlados, generalmente cero, para reducir el par de los campos externos que encuentran.

¿Habrá torques en la nave espacial debido a la interacción del torquer magnético con el campo magnético residual de la nave espacial?
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