Mesure des moments magnétiques. Applications spatiales

Abstract
As it is known that a satellite is magnetically equivalent to a dipole, every satellite what is orbiting in magnetic space will be subject to a torquing-effect. This torque can be used to set-up the attitude of the satellite. In other cases a perturbation should be observed in the attitude produced by this magnetic effect. Consequently, by means of a measurement of the over-all vectorial magnetic moment, a computation of the corresponding attitude variations is possible. This measurement will be performed in a magnetic space-simulation laboratory. The magnetic measurement technique is based upon a recording of datas transmitted by rectangular magnetic sensors fixed enough far away of the rotating satellite. In case of satellite orbiting near Earth's surface a translation of the satellite will be necessary to measure the magnetic moment inducted. This method has been successfully applied for European Satellites FR1, D1, ESRO1 et HEOS. Measurements corresponding in weak magnetic field are affected by external perturbations ; consequently a large number of measures is required.

Résumé
Équivalant magnétiquement à un doublet, tout satellite gravitant dans un milieu caractérisé par son induction magnétique propre est soumis, en conséquence, à un couple. Ce couple exerce sur l'attitude du satellite soit un rôle utile de commande dans le cas d'une stabilisation magnétique, soit un rôle parasite de dépointage progressif pour tout autre mode de stabilisation. Aussi s'avère-t-il indispensable, pour l'évaluation prévisionnelle des mouvements angulaires du satellite, de déterminer complètement le moment magnétique vectoriel. Cette détermination nécessite une expérimentation au sol s'effectuant en milieu simulé reproduisant, aussi fidèlement que possible, les conditions d'ambiance magnétique orbitales. Compte tenu de cet impératif, la méthode de mesure appropriée permettant de lever tous les doutes fait alors avantageusement appel à une série de données magnétométriques. La méthode repose sur un traitement simple des signatures magnétiques qu'accusent deux sondes orthogonales disposées à distance suffisante du satellite lorsque l'on soumet ce dernier à des mouvements tant de translation que de rotation sur lui-même; toutefois, la procédure par translation ne s'impose que dans le cas d'une aimantation induite notable, soit pour des satellites gravitant sur orbites de faibles apogées. Mise en oeuvre sur les satellites français FR1 et D1 et sur les satellites européens ESRO1 et HEOS, la méthode magnétométrique s'est avérée dans l'ensemble satisfaisante, les résultats obtenus se centrant en moyenne sur une valeur de moment assez précise ; une dispersion notable est cependant à souligner du fait du parasitage qui affecte les faibles niveaux magnétiques détectés.