空间磁场和航天器磁矩发生作用产生的力矩会影响航天器的飞行姿态,航天器产生的磁场会影响磁敏感载荷的工作。在航天器发射前进行磁试验,测量航天器的磁性并使其达到设计要求是非常必要的。对于低轨道航天器和有磁洁净要求的航天器尤其重要。
磁试验一般在零磁场环境中开展,如果航天器磁试验精度要求不高,可以在地磁场中进行磁试验。磁试验项目包括磁场测量、磁矩测量、充磁试验、退磁试验和磁补偿。
①磁试验设备。主要包括主线圈系统、充退磁线圈系统、无磁转台、磁场测量仪器、测控软件等。主线圈系统能够在给定区域内提供零磁场或可控磁场,转台置于给定区域中,航天器可放置于转台上的中心位置。主线圈系统出入口应足够大,以允许航天器进入零磁场区域。充退磁线圈系统应能够提供用于充磁的静态磁场和用于退磁的交替正弦和缓慢衰减的磁场。一般使用磁通门磁强计测量磁场。测控软件用于磁场数据的采集、分析和计算。
②磁试验方法。包括磁场测量方法、磁矩测量方法、充退磁试验方法以及磁补偿方法。磁场测量方法主要有两种。一是对航天器上的磁场敏感位置的测量流程。二是航天器周围球面上磁场分布测量。磁矩测量方法主要包括偶极子法、近场法和多偶极子法。根据磁试验的试验要求选择合适的磁矩测量方法。偶极子法通常用于测量航天器的大概磁矩。近场法是球谐函数分析方法之一。可以更精确地测量航天器的磁矩,也是国内外普遍采用的方法。多偶极子法也是一种非常精确的方法。充退磁试验方法是通过向航天器施加充磁场或退磁场,以获得航天器的磁化情况或消除环境磁场对航天器的部分磁化影响。磁补偿方法是通过将补偿磁体固定在航天器上的最佳位置,以使得航天器剩磁满足设计要求的方法。