Los magnetotorquers convencionales para cubesats son electroimanes que producen torque en el campo magnético de la Tierra, y casi toda la energía que usan solo calienta el cobre a través de pérdidas. Un imán permanente que estuviera articulado con algún tipo de mecanismo similar a un cardán que pudiera apuntarlo en una amplia variedad de orientaciones dentro del cubo podría, en principio, hacer esto también, usando solo una pequeña fracción de la energía.
Hay muchos problemas de diseño relacionados con un diseño magnético que maximizaría el efecto y mantendría el peso bajo. Es posible que deba haber una posición de estacionamiento a prueba de fallas para que el satélite no sea "magnéticamente activo" externamente hasta que esté completamente desplegado y operativo, un poco como esas bases magnéticas que se usan en los talleres mecánicos. Un diseño realista podría requerir un par finito en la articulación simplemente debido a las fuerzas entre el imán y su "posición segura" u otros materiales ferromagnéticos que podrían ser sustancialmente mayores que el par relacionado con el campo magnético de la Tierra.
abajo: un ejemplo de una Base Magnética (rotada) de aquí . El magnetotorquer de imán permanente (PM) no se vería así ni sería tan pesado. Es solo un ejemplo del concepto de un objeto PM con una posición similar a "apagado".
RAX y RAX-2 y posiblemente otros cubesats lanzados por la Universidad de Michigan (no recuerdo en este momento) usaron imanes fijos a base de neodimio en su eje Z+. Se agregó histéresis para descargar cualquier impulso residual después de la expulsión del P-Pod. En las misiones RAX, los imanes se usaron para orientar el satélite verticalmente sobre los polos donde se llevaron a cabo las misiones científicas.
No he seguido de cerca la industria de los satélites pequeños últimamente, pero estimaría que está totalmente dentro del ámbito de lo factible, pero con sus riesgos. Los Cubesats a menudo se construyen con aluminio. Si bien se pueden usar otros materiales ferromagnéticos y bucles de corriente en la electrónica, creo que un servomotor bien elegido podría superar la mayoría de los problemas. El mayor riesgo en mi mente sería lidiar con vibraciones en el lanzamiento. Las piezas móviles tienden a tener un mayor riesgo.
Sí, hay reglas sobre los imanes (y casi todo lo demás) en las cargas útiles secundarias. La carga útil principal generalmente tiene muchas veces más riesgo invertido, por lo que controlan casi todo sobre las cargas útiles secundarias. El proveedor de lanzamiento también tendrá algo que decir. Casi siempre es caso por caso. Los que más riesgos corren son probablemente otras cargas útiles secundarias a bordo. Por ejemplo, se creía que M-Cubed (otro satélite lanzado en Michigan) se había adherido a otro cubesat usando control magnético pasivo, lo que hacía que ambas misiones fueran una pérdida.
Descargo de responsabilidad: trabajé en las misiones mencionadas aquí, así como en algunas otras.
Antzi
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SF.
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Andrés W.
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Wayne Conrado
Número de Knudsen
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