LISA Pathfinder 星载测试质量的在轨磁特性表征

LISA Pathfinder 是欧洲空间局 (ESA) 在其 LISA 任务框架下的科学与技术验证器，后者旨在成为首个天基引力波天文台。LISA Pathfinder 的有效载荷是所谓的 LISA Technology Package，旨在测量两个处于标称自由落体状态的测试质量之间的相对加速度。诊断子系统由多个模块组成，其中之一是磁诊断单元。其主要功能是评估由磁效应引起的测试质量之间的微分加速度噪声。该子系统由两个星载线圈组成，旨在在测试质量位置产生受控磁场。这些磁场与剩余磁矩和磁化率耦合，对测试质量产生力和力矩。进而，这些力和力矩导致测试质量产生运动偏移，由星载干涉仪进行感知。我们证明，通过对这些偏移进行适当处理，可以使用经典的多参数估计技术估算测试质量的磁特性。此外，我们展示了需要特殊的处理程序以最小化多通道串扰的影响。最后，我们证明了估计质量具有频率依赖性。我们还建议，通过使用多频率实验，可以获得全局估计，从而使磁实验的结果更加可靠。最后，利用我们的程序，我们计算了磁噪声对总检验质量加速度噪声的贡献。