Magnetometría satelital: diseño y construcción de una jaula de Helmholtz

CHAVEZ, JONATHAN; MOSS, FEDERICO; BERTUCCI, CESAR; MORALES, L.

Congreso; Reunión de la Asociación Física Argentina; 2020

Asociación Física Argentina

El plasma del sistema solar est ́a permeado por campos magn ́eticos. Conocer y estudiar dichos campos es crucial no solo a fin de estudiar la din ́amica del plasma sino para comprender la interacci ́on entre estos y los instrumentos a bordo de sat ́elites. Es de particular inter ́es un tipo de nanosat ́elite de ́orbita baja (200 - 2000 km de altitud) denominado Cubesat. El correcto funcionamiento de un Cubesat est ́a ligado a la correcta calibraci ́on magn ́etica de sus magnet ́ometros internos en el laboratorio. Para dicha calibraci ́on se utiliza un dispositivo del tipo ?3-axis coils? (mejor conocido como Jaula de Helmholtz). Este trabajo contempla el estudio, el disen ̃o y la construcci ́on de una jaula de Helmholtz destinada a la calibraci ́on de magnet ́ometros con el prop ́osito de un futuro montaje en nanosat ́elites del tipo Cubesat a posicionarse en ́orbitas bajas y que estar ́a permeado por un campo magn ́etico ambiente del orden de las decenas de Gauss. Se disen ̃ ́o un sistema de pares bobinas cuadradas ortogonales y se determinaron los par ́ametros relevantes para la construcci ́on del sistema en funci ́on de la optimizaci ́on del uso del espacio y de la necesidad de que quepa dentro del sistema un Cubesat de 1U. Se realizaron modelados de campo dentro de la jaula y se determin ́o una regi ́on (regi ́on homog ́enea) en donde las fluctuaciones del campo son menores a una cierta restricci ́on (1000 ppm). Se demostr ́o que en esta regi ́on los campos generados por cada par de bobina contribuyen normalmente al campo total. El disen ̃o experimental del sistema consta de una fuente de corriente de 3 canales (uno para cada par de bobinas) controlada v ́ıa PC. Para las mediciones de campo se utiliza un magnet ́ometro vectorial tri-axial conectado a una placa Arduino Uno (tambi ́en conectada a la PC). Por u ́ltimo, se confeccion ́o un programa capaz de tomar datos de campos del IGRF y transformarlos en valores de corriente a suministrar a cada par de bobinas con el fin de generar entornos magn ́eticos terrestres reales dentro de la regi ́on homog ́enea.