Diseño, construcción y calibración de una jaula de Helmholtz para uso espacial

J. ROVNER; C. BERTUCCI; C. ANDINO; L. MORALES

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; 130 Reunion Asociación Física Argentina; 2018

Asociación Física Argentina

Los campos magn ́eticos, sean de origen solar o planetario, juegan un rol central en la din ́amica del plasma en nuestro sistema solar. Desde el comienzo de la era espacial, naves espaciales han transportado magneto ́metros capaces de medir estos campos in situ. Con la miniaturizacio ́n de la tecnolog ́ıa espacial hoy es posible embarcar magneto ́metros a bordo de nanosat ́elites de bajo costo del tipo Cubesat. En este trabajo se disen ̃o ́, construy ́o y calibro ́ una jaula de Helmholtz para calibrar magneto ́metros capaces de ser montados sobre Cubesats destinados a o ́rbitas terrestres bajas (campos del orden de unas d ́ecimas de G). Estas jaulas son de uso comu ́n en la caracterizacio ́n magn ́etica de nanosat ́elites y consisten en 3 pares ortogonales de bobinas circulares alimentados independientemente. A partir de un disen ̃o basado en requerimientos de homogeneidad y rango din ́amico del campo magn ́etico deseado, se construyo ́ la jaula de Helmholtz con la ayuda de una impresora 3D. Una vez construida, la jaula fue calibrada mediante la estimaci ́on del campo en su centro segu ́n la ley de Amp`ere y su comparacio ́n con las mediciones de un magneto ́metro de referencia del tipo HMC5883L. A fin de estimar la homogeneidad se realizo ́ adem ́as, una comparacio ́n entre mediciones del HMC5883L y los resultados de una simulacio ́n num ́erica del campo generado por las bobinas todo el espacio. La adquisicio ́n de datos fue realizada mediante una placa Arduino Uno, mientras que para alimentacio ́n se utilizo ́ una fuente de corriente de 3 canales (uno para cada par de bobinas) controlada v ́ıa PC.