Diseño de un dispositivo para generación de fuerza magnética en microgravedad

• Madero-Fontecha, Damian ^[1]
  1. [1] Grupo Educativo More
• Localización: Revista ONTARE, ISSN-e 2745-2220, ISSN 2382-3399, Nº. 8, 2020 (Ejemplar dedicado a: La Ingeniería en la competitividad de las regiones), págs. 107-124
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Conception d'un dispositif de génération de force magnétique en microgravité
  • Desenho de um dispositivo para geração de força magnética em microgravidade
  • Designing a device for generating magnetic force in microgravity
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Cuando un avión realiza maniobras parabólicas, la tripulación está sometida a gravedad reducida o microgravedad. Teniendo en cuenta esto, el objetivo del dispositivo aquí propuesto es que, durante tres parábolas, se pueda generar una fuerza descendente que simule el efecto de la gravedad y haga que el dispositivo permanezca inmóvil ante la presencia de ingravidez. En otras tres parábolas se espera generar una fuerza ascendente con el fin de que el dispositivo se desplace en dirección opuesta a la microgravedad. La metodología utilizada para la generación de fuerzas cumple la ley Lorentz, según la cual un cable conductor que transporta corriente, al estar sometido a un campo magnético, genera un vector de fuerza. En los dos casos, las fuerzas ascendentes y descendentes se medirán por celdas de carga ubicadas en la parte superior e inferior de dos imanes. Los resultados de este dispositivo son importantes para la exploración espacial, ya que este principio sería aplicable a la creación de «gravedad artificial» al usar este sistema en un traje espacial, así como en aplicaciones en la tierra relacionadas con el principio de levitación magnética. Los resultados obtenidos durante el vuelo, recopilados por las celdas de carga y almacenados en una memoria, muestran la presencia de fuerzas ascendentes y descendentes en un entorno de microgravedad.

  • English

    When an aircraft performs parabolic maneuvers, the crew is subject to reduced gravity or microgravity. Taking this into account, the objective of the device that is proposed in this study is to generate during three parabolas a downward force that simulates the effect of gravity and makes the device remain motionless in the presence of weightlessness. In other three parabolas, the expectation is to generate an upward force so that the device moves in the opposite direction to microgravity. The methodology used for force generation is in line with Lorentz's law, according to which a current carrying conductor cable generates a force vector when coming under a magnetic field. In both cases, the upward and downward forces will be measured by load cells located at the top and bottom of two magnets. The results of this device are important for space exploration, since this principle would be applicable to the creation of "artificial gravity" when using this system in a space suit, as well as in applications on earth related to the principle of magnetic levitation. The results obtained during the flight, collected by the load cells, and stored in a memory, show the presence of upward and downward forces in a microgravity environment.

  • français

    Lorsqu'un aéronef effectue des manœuvres paraboliques, l'équipage est soumis à une gravité réduite ou microgravité. L'objectif du dispositif proposé ici prétend qu’au cours de trois paraboles, une force descendante puisse être générée pour simuler un effet de gravité rendant le dispositif immobile en apesanteur. Lors de trois autres paraboles, il faudra générer une force ascendante pour que le dispositif se déplace en direction opposée à la microgravité. La méthodologie utilisée pour la génération des forces est conforme à la loi de Lorentz, selon laquelle un conducteur de courant, soumis à un champ magnétique, génère un vecteur de force. Dans les deux cas, les forces ascendantes et descendantes seront mesurées par des cellules de charge situées aux extrémités de deux aimants. Les résultats de ce dispositif sont importants pour l'exploration spatiale, puisque ce principe serait applicable à la création de «gravité artificielle» utilisable dans une combinaison spatiale ou dans le cadre d’applications au sol liées au principe de lévitation magnétique. Les résultats obtenus pendant le vol, qui sont collectés par les cellules de charge et stockés dans une mémoire dédiée, montrent la présence de forces ascendantes et descendantes dans un environnement de microgravité.

  • português

    Quando um avião realiza manobras parabólicas, a tripulação é submetida a uma redução da gravidade ou microgravidade. Levando isso em consideração, o objetivo do dispositivo aqui proposto é que, durante três parábolas, possa ser gerada uma força descendente que simule o efeito da gravidade e faça com que o dispositivo permaneça imóvel na presença da gravidade zero. Em três outras parábolas, espera-se gerar uma força ascendente com a finalidade de que o dispositivo se mova na direção oposta à microgravidade. A metodologia utilizada para geração de forças atende à lei de Lorentz, da qual um cabo condutor de corrente, ao estar submetido a um campo magnético, gera um vetor de força. Em ambos os casos, as forças ascendentes e descendentes serão medidas por células de carga localizadas na parte superior e inferior de dois ímãs. Os resultados deste dispositivo são importantes para a exploração espacial, já que este princípio seria aplicável à criação de "gravidade artificial" ao utilizar este sistema em uma roupa espacial, bem como em aplicações na terra relacionadas com o princípio da levitação magnética. Os resultados obtidos durante o voo, coletados pelas células de carga e armazenados em uma memória, mostram a presença de forças ascendentes e descendentes em um ambiente de microgravidade.