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3.5 - Torques internos em amortecedores de nutação

 

Amortecedores de nutação passivos são elementos fixados ao satélite que dissipam energia cinética rotacional associada a velocidades angulares em eixos perpendiculares ao eixo de maior inércia. Embora existam amortecedores de nutação magnéticos, cujo princípio de funcionamento é a dissipação de energia por meio de histerese magnética, os mais comuns são aqueles compostos por uma pequena massa vinculada ao satélite por meio de um elemento flexível. Tem-se, assim, sistemas massa-mola, massa imersa em um fluido, e um fluido que preenche parcialmente um tubo, entre outros. Em todos eles, há um elemento de massa (contrapeso) cuja posição varia com relação ao satélite em função da magnitude das velocidades angulares transversais. Isto significa que a dinâmica apresenta agora graus de liberdade adicionais, que dependem do tipo de amortecedor utilizado. Considerando a impossibilidade de implementar diversos modelos de amortecedores, adotou-se aqui uma generalização do efeito do amortecedor. Supõe-se, a princípio, que o deslocamento do contrapeso seja incapaz de introduzir modificações na matriz de inércia e no centro de massa do satélite. Admite-se, ainda, que o amortecedor ou amortecedores sejam orientados, isto é, consigam dissipar energia apenas quando o movimento angular se dá numa dada direção. Este é o caso do amortecedor do tipo massa imersa em um fluído, porém os demais conseguem dissipar a energia também em outra direção. Amortecedores direcionais não são restringentes, pois a nutação faz com que a velocidade angular transversal mude de direção, e portanto sempre haverá uma componente desta velocidade na direção de dissipação do amortecedor. Caso o satélite apresente um amortecedor capaz de dissipar energia em duas direções, então bastará selecionar na dinâmica de atitude dois amortecedores direcionais. Não se deve esquecer que a massa e a inércia do elemento móvel do amortecedor deverão ser incorporadas ao satélite.

 

Posto desta forma, o modelo de um amortecedor será tão somente um elemento que produz um torque no satélite em função da velocidade angular transversal.