Simulador de Frenado Activo B-Dot con Magnetorquers

Simula la caída de velocidad angular en 3 ejes bajo control B-dot con magnetorquers en PCB desde la eyección inicial hasta la captura.

B-Dot Magnetorquer Detumbling
×10⁻⁴ kg·m²
A·m²
°/s
km
Final angular rate (3 orbits)0,16 °/s
Time to ω < 1 °/s1 min
Angular Rate Decay |ω(t)| (°/s)01325060120180240300Time (min)|ω| (°/s)|ω| (°/s)
Mostrar los datos como tabla
Time (min)|ω| (°/s)
025,0
600,4
1200,1
1800,1
2400,2
300—

METODOLOGÍA FÍSICA Y DE DATOS DETERMINISTA

Cómo Funciona Esta Calculadora

Módulos fuente: lib/physics/bdot.ts

Integra la dinámica rotacional de cuerpo rígido de Euler en 3 ejes y la cinemática de cuaterniones durante tres órbitas SSO (285 min) mediante RK4 (Δt = 0,5 s) bajo un dipolo geomagnético inclinado con ley B-dot discreta a 1 Hz.

Ecuaciones Gobernantes y Modelo Físico

Ley discreta B-dot con saturación por eje
m_i = clip(−k · (B_b,i(t) − B_b,i(t − Δt_c)) / Δt_c,  −m_max, +m_max)

Actualiza el dipolo de las bobinas PCB cada Δt_c = 1,0 s con ganancia k = 450 A·m²·s/T.

Ecuaciones de Euler y cinemática de cuaterniones
I · ω̇ + ω × (I · ω) = m × B_b,   q̇ = ½ · q ⊗ [0, ω]

Propaga en un dipolo inclinado 9,4° en rotación terrestre (B₀ = 31,2 µT) a i = 97,5°.

Entradas, Parámetros y Unidades

ParámetroUnidadDefinición física
I×10⁻⁴ kg·m²Inercia transversal principal (axial I_z = 1,08·I).
m_maxA·m²Dipolo máximo de saturación por eje del magnetorquer.
ω₀, h°/s, kmVelocidad angular inicial |ω(0)| y altitud circular SSO.

Supuestos y Límites de Validez

  • Magnetómetro ideal sin ruido durante ventanas de medición; se omiten dipolo residual y pares ambientales.
  • Ganancia fija k = 450 A·m²·s/T en las 3 órbitas simuladas.

Caso de Referencia Resuelto por Defecto

Desgiro 1P por defecto (I = 1,1×10⁻⁴ kg·m², m_max = 0,012 A·m², ω₀ = 25 °/s)

A 525 km SSO, las bobinas reducen |ω| por debajo de 1 °/s en 47,2 minutos y convergen a 0,16 °/s tras tres órbitas.

Tiempo hasta |ω| < 1 °/s
47,2 min
Velocidad final (3 órbitas)
0,16 °/s
Límite dipolar m_max
0,012 A·m²
Paso RK4 / período control
0,5 s / 1,0 s