Im Vergleich zum Versand von Produkten von der Erde auf den Markt ist es viel komplexer, Produkte in den Weltraum zu bringen.Zuverlässig und wartungsfrei innerhalb der erwarteten Lebensdauer, und unterstützen die Gewichts- und Größenbeschränkungen von Starts.
In dieser Umgebung wenden sich Produktdesigner an qualifizierte Luftfahrtteile (QPS), die bereits für eine erfolgreiche Nutzung in Raumfahrtanwendungen entwickelt, getestet und überprüft wurden.QPS hat die von der US-amerikanischen National Aeronautics and Space Administration (NASA) festgelegte maximale Technologiereife erreicht.
TRLs sind in Stufen 1 bis 9 unterteilt, die den Prozess des Produkts von der Konzeption bis zur vollständigen Leistung widerspiegeln (Abbildung 1).vom Grundkonzept zur Validierung des KonzeptsTRL 4 bis TRL 6 umfassen vorläufige Tests und Simulationen.
Prozessbild der NASA TRL
Abbildung 1: NASA TRL stellt den Prozess von Luft- und Raumfahrtprodukten von der ersten Konzeption bis zur Leistungsreife dar.Nur Teile mit einer TRL von 9 können nach Herstellung und Prüfung nach anerkannten Normen als QPS-Teile betrachtet werden.. (Bildquelle: Cinch Connectivity Solutions)
Produkte mit einer TRL von bis zu 9 haben in praktischen Raumfahrtanwendungen Erfolge erzielt.die Teile müssen auch spezifische Prüfverfahren durchlaufen haben, um als QPS zu geltenDie Normen für die Kontrolle dieser Anforderungen variieren je nach Bauteiltyp. Zum Beispiel müssen QPS-Dämpfer nach MIL-DTL-3933 T-Level-Normen geprüft werden.während QPS-elektronische Steckverbinder nach dem ESA-INST-002-Standard der NASA geregelt werden.
Das Verständnis der spezifischen Herausforderungen für Raumfahrtanwendungen kann den Konstrukteuren helfen, bestehende QPS mit Leistung auszuwählen, die ihren Anforderungen entspricht.Verkürzung der Zeit von der Konzeption bis zum Einsatz, und die Produkte rechtzeitig und im Rahmen des Budgets auf den Markt bringen.
Überwindung der Entgasung
Die Fähigkeit, im Vakuum und bei extremen Temperaturen zu arbeiten, ist eines der größten Hindernisse, die Raumfahrtkomponenten überwinden müssen.Das Vakuum in der mittleren Erdumlaufbahn (MEO) in einer Entfernung von 1234 bis 22234 Meilen von der Erde, bei denen Global Positioning System (GPS) -Satelliten in dieser Höhe arbeiten, hat ein durchschnittliches Vakuum von 1 mTorr bis 1 μTorr.Die Komponenten in diesen und anderen Anwendungen haben Temperaturen von bis zu -270 ° C im Schatten und bis zu + 121 ° C im direkten Sonnenlicht.
Nichtmetallische Teile können "Entgasung" erleiden, wenn sie Vakuum- und Hochtemperaturumgebungen ausgesetzt sind.Dieses Phänomen bezieht sich auf die Migration von Gasen, die während des Herstellungsprozesses im Material verbleiben, auf die Oberfläche.Diese Wanderung kann zu Rissen im Inneren des Materials führen, wodurch seine Festigkeit geschwächt wird. Das freigesetzte Gas kann auch an anderen Teilen kondensieren und gefrieren.Schäden an optischen Komponenten wie Unschärfe und Sensorverstopfung.
Der Schweregrad der Entgasung wird durch den Gesamtmassenverlust (TML) des Bauteils unter Vakuum- und thermischen Bedingungen gemessen, ausgedrückt als Prozentsatz der ursprünglichen Masse.Die Hersteller messen auch den Prozentsatz des flüchtigen kondensierbaren Materials (CVCM), der gesammelt werden kann., die Menge des entgasten Materials, das auf kälteren Oberflächen kondensiert. Beide Prüfungen wurden nach dem ASTM-Protokoll E595 durchgeführt,für die Proben 24 Stunden bei +125 °C und unter 5 x 10-5 Torr aufbewahrt werden müssen.
Die meisten elektronischen Bauteile müssen aufgrund der Verwendung von nichtmetallischen Isolier- und Abschirmmaterialien einer Entgasungstest unterzogen werden, um als QPS-Teile bezeichnet zu werden.Cinch Dura Con von Cinch Connectivity Solutions TM Die raumgeschützte Mikro-D-Steckdose (Abbildung 2) ist in dieser SituationDie nichtmetallische, thermofestige Isolierung um die Nadeln,und Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) Drahtisolierungsschicht in Dura Con-Anschlüssen einen Verlust von weniger als 1% ihres Gesamtgewichts und eine CVCM von weniger als 0 aufweisen.01% während der Tests.
TE Connectivity Dura Con-Anschlussbild
Abbildung 2: Der Dura Con-Anschluss verwendet ein isolierendes Material mit geringer Entgasung, das die Anforderungen des ESA-INST-002-Standards der NASA für LEO-Anwendungselektronikanschlüsse übersteigt. (Bildquelle:Cinch-Konnektivitätslösungen)
Diese Nickelverbindungen entsprechen der Norm MIL-DTL-83513 und eignen sich für mikro-rechteckige elektrische Anschlüsse.775 " bis 2.160" und eine Höhe von 0,298 "zu 0,384".
Gemäß den ESA-INST-002 elektronischen Steckverbinderwahlkriterien der NASADas Design und die geringe Entgasung dieser Steckverbinder machen sie für niedrige Erdumlaufbahn (LEO) in Höhen von bis zu 1200 Meilen geeignet.Das Hubble-Weltraumteleskop, die Internationale Raumstation und eine Konstellation von Mikrosatelliten, die weltweite Telekommunikation ermöglichen, sind alle in dieser Region im Orbit.
Die Norm EEE-INST-002 legt auch drei Kritikstufen für elektronische Steckverbinder fest.und Stufe 3 Steckverbinder sind StandardzuverlässigkeitsstufenDie Dura-Con-Anschlüsse sind in Stufe 2 eingestuft.
Reduzierung der Strahlungsstörungen
Neben den Gefahren von Vakuum und extremen Temperaturen müssen Komponenten im Weltraum auch höheren Strahlungswerten standhalten können.Diese Komponenten würden dem gesamten Spektrum der ultravioletten (UV) Strahlung ausgesetzt sein.Über die niedrige Erdumlaufbahn hinaus sind auch Gammastrahlen und andere ionisierende Strahlung ein Problem. Radiation can shorten the lifespan of non-metallic components and typically reduce the quality of electromagnetic signals through radio frequency interference (RFI) and electromagnetic interference (EMI).
Elektrische Steckverbinder wie der Tromper QPS-Steckverbinder von Cinch Connectivity Solutions, der dieses Problem lösen kann,mit starken Funktionen zur Abwehr von HF-Störungen und elektromagnetischen Störungen, und kann die Anforderungen der Datenbus-Spezifikation MIL-STD-1553B erfüllen.
Sie sind auch hauptsächlich aus Metall, einschließlich vergoldeter Beryllium Kupferkontakte und Nickelsubstrate..0% und CVCM weniger als 0,10%.
Die Tromper-Serie umfasst zwei Arten von kleinen Anschlüssen für die Verbindung.während der TRT-Anschluss eine Gewindeverbindung annimmt (Abbildung 4)Jeder Typ bietet mehrere Designs, um Verbindungen über Platten, Kabelendungen oder Leiterplatten (PCBs) zu ermöglichen.