Test bed for simulation of magnetic field measurements of low Earth orbit satellites

• Autorzy: Gallina A. , Zagorski P. , Rachucki J.

Identyfikatory

DOI

10.7494/mech.2015.34.3.47

Warianty tytułu

PL

Stanowisko do symulacji pomiaru pola magnetycznego dokonanego przez satelitę na niskiej orbicie ziemi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a test bed designed to simulate the magnetic environment experienced by a spacecraft in a low Earth orbit. It consists of a spheńcal air bearing located inside a Helmholtz cage. The spheńcal air beańng is used for simulating the microgravity conditions of orbiting bodies, while the Helmholtz cage generates a controllable magnetic field resembling the one surrounding a satellite during its motion. Dedicated computer software is used to initially calculate the magnetic field in an established orbit. The magnetic field data is then translated into current values and transmitted to programmable power supplies that energize the cage. The magnetic field within the cage is finally measured by a test article mounted on the air beańng. The paper provides a descńption of the test bed and test article design. Experimental tests prove the good performance of the entire system.

Artykuł prezentuje stanowisko laboratoryjne służące do symulowania środowiska magnetycznego, w którym porusza się satelita na niskiej orbicie ziemi. Składa się ono ze sferycznego łożyska powietrznego umieszczonego wewnątrz klatki Helmholtza. Łożysko to jest wykorzystywane do symulacji warunków mikrograwitacji doświadczanych przez orbitujące ciała, a klatka Helmholtza do generowania zadanego pola magnetycznego, podobnego do tego, jakie tam występuje. Do symulowania wartości pola magnetycznego na konkretnej orbicie wykorzystywane jest specjalistyczne oprogramowanie. Obliczone za jego pomocą wartości są przekształcone na wielkości prądów, które następnie za pośrednictwem stopni mocy przekazywane są na odpowiednie cewki składające się na klatkę. Następnie pole magnetyczne powstałe w klatce mierzone jest przez testowane urządzenie osadzone na łożysku powietrznym. Artykuł opisuje stanowisko oraz testowane urządzenie. Przedstawia także wyniki eksperymentu potwierdzającego dokładność całego systemu.

Słowa kluczowe

EN

Helmholtz cage; air bearing; attitude determination; attitude control; nano-satellite

PL

klatka Helmholtza; łożysko powietrzne; odtwarzanie orientacji; kontrola orientacji; nanosatelita

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Mechanics and Control
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 34, no. 3
• Strony: 47--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gallina A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Krakow, Poland

autor

Zagorski P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering, Krakow, Poland

autor

Rachucki J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering, Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. Bonnet S., Bassompierre C, Godin C, Lesecq S., Barraud A., 2009, Calibration methods for inertia! and magnetic sensors. Sensors and Actuators A: Physical 156, 2, 302-311.
• 2. Frix W.M., Karady G.G., Venetz G.G., 1994, Comparison of calibration systems for magnetic field measurement equipment. IEEE Transactions on Power Delivery 9, 100-108.
• 3. Poppenk F.M., Amini R., Brouwer G.F., 2007, Design and application of Helmholtz cage for testing nano-satellites. ESA-ESTEC 6th International Symposium on Environmental Testing for Space Programmes, 12-14 lune, Noordwijk, The Netherlands, editor K. Fletcher.
• 4. Rudd M.E., Craig J.R., 1968, Optimum Spacing of Square and Circular Coil Pairs. Review of Scientific Instruments 39, 9, 1372-1374.
• 5. Zmuda A.J., 1971, The world magnetic survey 1957-1969. Eos, Transactions, American Geophysical Union 52, 2, 60-67.