Rev. Phys. Appl. (Paris) 5, 169-174 (1970)
DOI: 10.1051/rphysap:0197000501016900

Low magnetic field technology for space exploration

E.J. Iufer

National Aeronautics and Space Administration (Nasa), Ames Research Center, Moffet Field, California (U.S.A.)

Abstract
Definitive observation of interplanetary magnetic fields depends not only upon the development of high sensitivity spaceflight magnetometers but also on the availability of spacecraft having negligible disturbance fields. Test results obtained in the Pioneer VI-IX program have demonstrated that through careful design, spacecraft magnetic fields can be reduced by a factor of 25 so that spacecraft field levels of 10-6 gauss or less can be realized. Since the literature contains little information on the magnetic properties of spacecraft parts and materials, low-magnetism design principles and low-field magnetic testing techniques, those recently concerned with low-magnetism design may be working with only a small fraction of the information currently known. A critical review of the current state-of-the-art for low-magnetism spacecraft design and test is presented.

Résumé
Une observation définitive de la morphologie du champ magnétique interplanétaire ne dépend pas seulement de la reproductibilité et de l'intégrité spectrale des magnétomètres envoyés dans l'espace, mais aussi de l'existence de véhicules ayant des champs perturbateurs négligeables. Un étalonnage convenable des magnétomètres et la possibilité de faire des mesures magnétiques dans l'espace sont essentiels pour obtenir un résultat. Étant donné le petit nombre de publications portant directement sur la technique de réalisation, bien des recherches concernant la mise au point de matériel pour des observations magnétiques au cours de missions spatiales n'utilisent qu'une petite partie des connaissances disponibles. En conséquence, il a fallu un temps inutilement long pour faire accepter de nouvelles réalisations dans ce domaine ; elles ont en outre, en ce qui concerne les caractéristiques magnétiques et les essais, été considérées avec réticence, sans nécessité par certains. Le but de cet article est de présenter une revue critique de l'état actuel des connaissances dans les domaines des mesures du vecteur champ magnétique à basse fréquence, de la standardisation des magnétomètres et de la réalisation de véhicules spatiaux à faible champ magnétique. On décrit les caractéristiques des performances de l'appareillage et les techniques instrumentales utilisées pour la mesure du vecteur champ magnétique standardisé dans le domaine de 0,05 à 60 000 nT (1 nT = 1 gamma). On établit une comparaison entre des modèles pouvant estimer les propriétés magnétiques des matériaux et montages pour véhicules spatiaux à l'aide de nombreux résultats de laboratoire. On discute de façon détaillée les critères généraux et les considérations permettant de comparer les techniques de blindage magnétique, de compensation active du champ, et d'emploi de constituants non magnétiques. Une revue des principaux points de l'étude qui aboutit à la mesure du champ magnétique de 0,25 nT à partir des véhicules du type Pioneer VI est indiquée ; on présente les caractéristiques des véhicules et de l'appareillage pour les missions interplanétaires futures.

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

Key words
aerospace instrumentation -- magnetic fields -- space vehicles