Sistema de amortiguación de giro pasivo

Estoy pensando en cómo se puede estabilizar un satélite de forma totalmente pasiva.

Tenemos dos atractores pasivos , fuerzas que atraen al satélite hacia una determinada orientación. Un imán de barra se orientará a lo largo del eje del campo magnético, y una masa en el brazo extendido orientará la nave a lo largo del gradiente de gravedad.

Estos dos son suficientes para establecer una "orientación preferida" fija (o al menos conocida) con respecto a la Tierra, pero son insuficientes para estabilizar la nave debido a la fricción casi inexistente para extinguir las oscilaciones alrededor de la orientación preferida. Además de los atractores , necesitamos amortiguadores para crear fuerzas de fricción.

Para el campo magnético, hay una barra de permalloy con una histéresis de orientación del campo magnético. Al cambiar el campo magnético, actuará como fricción, oponiéndose a la rotación y disipando la energía cinética a través de corrientes de Foucault. Pero, de nuevo, actúa solo a lo largo del eje del campo magnético. Todavía tenemos una oscilación alrededor del eje, en el plano que pasa por el eje del gradiente de gravedad.

¿Cómo podemos amortiguar este movimiento?

Nota al margen, en órbita, los grumos incómodos y las desviaciones del campo magnético real de la Tierra pueden provocar oscilaciones incluso si uno está orbitando en el ecuador magnético, por lo que debe evitarse cualquier fuerza de restauración que cause una resonancia cerca de 90 minutos, de lo contrario exige en la amortiguación puede ser mayor de lo esperado.

Respuestas (1)

Lo que está buscando es un amortiguador viscoso rotacional, comúnmente llamado amortiguador rotacional. Normalmente en la Tierra estos se amortiguarían entre un sistema de tierra fijo y el sistema en movimiento, en el espacio estaría diseñado para amortiguar entre el satélite en movimiento y el propio fluido en el amortiguador.

Básicamente, es un cilindro de fluido cuya inercia resistirá la rotación.

https://en.wikipedia.org/wiki/Attitude_control#Pure_passive_attitude_control

Para ahorrar masa, puede diseñar sus tanques de combustible para que un sistema de propulsor activo actúe como amortiguador pasivo.

Me pregunto si alguien ha probado esto con ruedas pasivas y cojinetes de fricción. No tiene que ser fluido.