Rev. Phys. Appl. (Paris) 5, 164-168 (1970)
DOI: 10.1051/rphysap:0197000501016400

Magnetometers for space measurements over a wide range of field intensities

B.G. Ledley

National Aeronautics and Space Administration (Nasa), Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland (U.S.A.)

Abstract
The exploration of the earth's magnetic field out to interplanetary regions has required magnetometers capable of measuring a wide range of field intensities. The past decade has witnessed considerable development of such instruments. Representative of these are the rubidium vapor magnetometer and fluxgates flown on OGO-5 by the Goddard Space Flight Center. For scalar measurements the rubidium vapor magnetometer, with a range of three gammas to fifty thousand gammas, has an error which reaches a maximum of 1.5 gamma at fifty thousand gammas. Present development is directed towards reducing the electronic phase shifts and the experiment weight. For vector measurements, the fluxgate system covers a range ± 4,000 gammas in each of three components with an error of of 0.1 % at the top of the range, and a resolution of ± 1/8 gamma. A fluxgate system is being developed to achieve an accuracy of .01 % up to 60,000 gammas. The current source which has been developed for this system has an accuracy of better than ± .005 % over a temperature range of ± 25°.

Résumé
Pour étudier le champ magnétique terrestre jusqu'aux régions interplanétaires, il est nécessaire d'avoir des magnétomètres qui puissent mesurer une grande gamme d'intensités. Pendant les dix dernières années le développement de ces instruments a fait de grands progrès. On peut citer, à titre d'exemples, le magnétomètre à vapeur de rubidium et le magnétomètre fluxgate installés sur le satellite OGO-5 par le Goddard Space Flight Center. Avec le magnétomètre à vapeur de rubidium, on peut mesurer l'intensité totale du champ magnétique terrestre entre les limites 3 gammas et 50 000 gammas avec une erreur maximum de 1,5 gamma à 50 000 gammas. On s'efforce à présent de diminuer les déphasages produits par les circuits électroniques, ainsi que de réduire le poids de l'instrument. Avec le système fluxgate on peut mesurer l'intensité de chacune des trois composantes du vecteur magnétique pour les valeurs entre - 4 000 et + 4 000 gammas, avec une erreur de 0,1 % à la valeur maximum et avec une résolution de ± 1/8 gamma. Le système fluxgate qui est en développement à présent devra permettre une précision de 0,01 % jusqu'à 60 000 gammas. L'alimentation de courant qui a été mise au point pour ce système a une précision supérieure à ± 0,005 % pour les températures comprises entre - 25° et + 25°.

PACS
0755 - Magnetic instruments and techniques.
9480 - Instrumentation and techniques for aeronomy, space physics, and cosmic rays.
5100 - Electric and magnetic fields.
7310L - Magnetic variables measurement.
7630 - Aerospace instrumentation.

Key words
aerospace instrumentation -- magnetic field measurement -- magnetometers