Problems with magnetic field measurements on spacecrafts

Summary

The paper summarizes the difficulties and possible solutions to design and evaluate accurate vector magnetic field measurements on spacecrafts in the interplanetary magnetic field. Problems are discussed like calibration, boom mounted sensors and misalignment angles determination in flight. The application of a detailed magnetic cleanliness program as an example the comet Halley-Giotto spacecraft is demonstrated in detail. The use of the Dual Magnetometer Method as well as a discussion of sensor offset and spacecraft field determination in flight is mentioned and finally the results and the accuracy from the comet Halley flyby are shown.

Zusammenfassung

In der Arbeit werden die Schwierigkeiten und Lösungsmöglichkeiten beim Entwurf und bei der Ausführung von genauen Messungen des magnetischen Feldvektors auf Raumfahrzeugen im interplanetarischen Magnetfeld zusammenfassend betrachtet. Probleme wie Eichung, Anordnung der Sensoren am Ausleger und Bestimmung von Fehlerwinkeln während des Fluges werden diskutiert. Die Anwendung eines detaillierten Programms zur Vermeidung bzw. Kompensation von magnetischen Verunreinigungen wird am Beispiel des Raumfahrzeuges Giotto zum Kometen Halley im einzelnen dargelegt. Die Methode, zwei Magnetometer einzusetzen, sowie der Nullfeldeffekt der Sensoren und die Bestimmung des Störfeldes des Raumfahrzeugs während des Fluges wird betrachtet. Schließlich werden die Ergebnisse der Messungen vom Vorbeiflug am Kometen Halley und deren Genauigkeit gezeigt.

Résumé

On trouvera dans cet article un résumé sur les problèmes que posent le calcul et l'évaluation précise des mesures du vecteur du champ magnétique à bord des engins spatiaux dans le champ magnétique interplanétaire. Plusieurs problèmes comme l'étalonnage, les capteurs montés sur perche et la détermination de leurs désorientations pendant le vol sont discutés.

Prenant comme exemple le vaisseau spatial Giotto/Comète de Halley, on explique en détail comment appliquer des mesures de protection permettant de se soustraire aux influences magnétiques parasites.

L'emploi de la méthode du double magnétomètre, ainsi qu'une discussion sur la compensation du capteur et la détermination du champ magnétique du vaisseau spatial en vol, sont évoqués pour finalement montrer avec précision les effets du passage à proximité de la Comète de Halley.