Characterisation of magnetic induced effects on-board LISA Pathfinder and on-ground validation of LISA magnetic diagnostics

En aquesta tesi presento els principals resultats del subsistema de diagnòstic magnètic a bord de LISA Pathfinder, una de les missions més exitoses de l’ESA fins avui. Aquesta missió es va llançar el 3 de desembre de 2015 amb l’objectiu d’avaluar la maduresa tecnològica de la futura missió LISA, el primer observatori d’ones gravitacionals basat a l’espai, previst per al seu llançament l’any 2035. El seu objectiu principal era demostrar que dues masses de prova podien situar-se en un estat de caiguda lliure gravitacional gairebé perfecta a l’espai i que l’acceleració relativa entre elles podia mesurar-se amb una precisió de sub-femto-g, 10-15 m s−2, en la banda de freqüències del mil·lhertz. Amb aquest objectiu, la nau estava equipada amb un conjunt de sensors i actuadors per monitorar totes les possibles pertorbacions que poguessin afectar les masses de prova. Entre aquests, el subsistema de diagnòstic magnètic va jugar un paper crucial en la caracterització de l’entorn magnètic que afecta les masses de prova. En aquest treball presento la primera caracterització en vol de les propietats magnètiques de les masses de prova, assolint nivells impossibles d’aconseguir a terra. Així mateix, desglosso i quantifico la contribució magnètica al pressupost total d’acceleracions de les masses de prova. Addicionalment, presento la primera caracterització multinaus d’estructures heliosfèriques utilitzant els magnetòmetres a bord de LISA Pathfinder. Finalment, caracteritzo sensors magnètics compatibles amb els exigents requisits dels magnetòmetres a bord de LISA, aportant estudis sobre la retroacció magnètica i els nivells de soroll a baixes freqüències, aspectes que habitualment no es reporten a la literatura.