¿Se podrían usar Magnetorquers en la ISS?

Además de la respuesta de Deshacer, intentaré dar un "orden cero", en la parte posterior del análisis del sobre para esto:

Primero, de mi respuesta aquí , tenemos

$$T=DB=2DM/R^3$$ dónde $T$es el par aplicado por el torquer, $M$es el momento magnético de la Tierra (alrededor de $7.96\times 10^{15}~\text{tesla}\cdot \text{m}^3$), $D$es el dipolo inducido por su torquer, y $R$es la distancia desde el centro del dipolo terrestre.

Ahora, la mecánica nos dice que

$$T=I\alpha$$ dónde $I$es el momento de inercia y $\alpha$es la aceleración angular. Tomaremos $I_{xx}=127908568~\text{kg}\cdot\text{m}^2$de aquí para nuestros propósitos, y digamos que desea impartir una tasa angular modesta de $0.05~^{\circ}/\text{sec}^2\approx 0.0009~\text{radians}/\text{sec}^2$.

Entonces, el dipolo magnético requerido en este caso sería

$$D=\frac{I\alpha R^3}{2M}=\frac{127908568\cdot 0.0009\cdot (6478*1000)^3}{2\cdot 7.96\times 10^{15}}\approx 1.966\times 10^9~\text{A}\cdot \text{m}^2$$

Este es un dipolo masivo. Si calculamos el momento dipolar de una bobina envuelta con$N$gira como$A\times I\times N$, e incluso suponiendo un área de sección transversal bastante masiva de 1 metro y una corriente generosa de 10 amperios, un torquer que use un cable de cobre de 1 mil tendría 1 metro de largo y tendría una capa de cobre de 13 cm de espesor. Esto pesaría alrededor de 1200 kg , que es bastante pesado. Considere esto con los puntos más cualitativos de Deshacer, y comienza a parecer una mala idea, incluso si no es físicamente imposible.

No puedo dar una respuesta definitiva hasta que tenga números sobre cuánto torque pueden producir los dispositivos, que no pude encontrar en Interwebs.

Sin embargo, Wikipedia pinta un panorama sombrío por la posibilidad de su uso en satélites más grandes:

Desventajas

La principal desventaja de los magnetorquers es que se necesitarían densidades de flujo magnético muy altas si las naves grandes tuvieran que girar muy rápido . Esto requeriría una corriente muy alta en las bobinas o densidades de flujo ambiental mucho más altas que las disponibles en la órbita terrestre . Posteriormente, los pares proporcionados son muy limitados y solo sirven para acelerar o desacelerar el cambio en la actitud de una nave espacial en cantidades mínimas . Con el tiempo, el control activo puede producir giros muy rápidos incluso aquí, pero para un control preciso de la actitud y la estabilización, los pares provistos a menudo no son suficientes.

Una desventaja más amplia es la dependencia de la fuerza del campo magnético de la Tierra, lo que hace que este enfoque no sea adecuado para misiones en el espacio profundo y también más adecuado para órbitas terrestres bajas en comparación con las más altas como la geosincrónica. La dependencia de la intensidad altamente variable del campo magnético de la Tierra también es problemática porque entonces el problema del control de actitud se vuelve altamente no lineal. También es imposible controlar la actitud en los tres ejes incluso si se usan las tres bobinas completas, ya que el par solo se puede generar perpendicular al vector del campo magnético de la Tierra.

Cualquier satélite giratorio hecho de un material conductor perderá impulso de rotación en el campo magnético de la Tierra debido a la generación de corrientes de Foucault en su cuerpo y la correspondiente fuerza de frenado proporcional a su velocidad de giro. Las pérdidas por fricción aerodinámica también pueden influir. Esto significa que el magnetorquer tendrá que funcionar continuamente y con un nivel de potencia que sea suficiente para contrarrestar las fuerzas resistivas presentes . Esto no siempre es posible dentro de las limitaciones de energía del buque.

No es un 'no' definitivo, pero ciertamente parece poco probable que los requisitos de energía para mantener un satélite tan grande como la ISS alineado de cierta manera sean más baratos que la cantidad de propulsor que se usa actualmente para alinear la nave.