In confronto a spingere prodotti dalla Terra al mercato, lanciare prodotti nello spazio è molto più complesso.funzionano in modo affidabile e privo di manutenzione entro la loro durata prevista, e supportare i limiti di peso e dimensioni dei lanci.
In questo ambiente, i progettisti di prodotti si rivolgono a parti qualificate aerospaziali (QPS) che sono già state progettate, testate e riviste per un uso di successo nelle applicazioni spaziali.QPS ha raggiunto il livello massimo di maturità tecnologica (TRL) fissato dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) degli Stati Uniti.
I TRL sono suddivisi in livelli da 1 a 9, che riflettono il processo del prodotto dal concept alla prestazione matura (figura 1).dai concetti di base alla convalida dei concettiLe TRL 4 a 6 riguardano le prove preliminari e la simulazione.
Immagine del processo TRL della NASA
Figura 1: Il TRL della NASA rappresenta il processo dei prodotti aerospaziali dal concept iniziale alla maturità delle prestazioni.Solo le parti con TRL 9 possono essere considerate parti QPS dopo essere state fabbricate e testate secondo norme riconosciute.. (Fonte immagine: Cinch Connectivity Solutions)
I prodotti con TRL di livello 9 hanno ottenuto risultati positivi nelle applicazioni spaziali pratiche.le parti devono inoltre superare specifiche procedure di prova per essere considerate QPS;Le norme per il controllo di tali requisiti variano a seconda del tipo di pezzo, ad esempio gli attenuatori QPS devono essere testati secondo le norme MIL-DTL-3933 di livello T,mentre i connettori elettronici QPS sono disciplinati dallo standard EEE-INST-002 della NASA.
La comprensione delle sfide specifiche affrontate dalle applicazioni spaziali può aiutare i progettisti a selezionare sistemi QPS esistenti con prestazioni che soddisfino i loro requisiti,ridurre il tempo da concetto a implementazione, e portare i prodotti sul mercato in tempo e entro il budget.
Superare la degassatura
La capacità di funzionare nel vuoto e a temperature estreme è uno dei maggiori ostacoli che i componenti spaziali devono superare.Il vuoto nell' orbita terrestre media (MEO) a una distanza di 1234 a 22234 miglia dalla Terra, in cui i satelliti del sistema di posizionamento globale (GPS) operano a questa altitudine, ha un grado di vuoto medio di 1 mTorr a 1 μTorr.i componenti in queste e altre applicazioni hanno temperature fino a -270 ° C all'ombra e fino a + 121 ° C alla luce diretta del sole.
Le parti non metalliche possono subire "degasamento" quando esposte a vuoto e ambienti ad alta temperatura.Questo fenomeno si riferisce alla migrazione dei gas rimasti all'interno del materiale durante il processo di fabbricazione verso la superficieQuesta migrazione può portare a crepe all'interno del materiale, indebolendone così la resistenza.causare danni ai componenti ottici come sfocatura e blocco dei sensori.
La gravità della degassatura è misurata con la perdita totale di massa (TML) del componente in condizioni di vuoto e di calore, espressa in percentuale della massa originale.I fabbricanti misurano anche la percentuale di materiale volatile condensabile (CVCM) che può essere raccolta, che è la quantità di materiale degassato che si condensa su superfici più fredde.che richiede che i campioni siano conservati a +125 °C e al di sotto di 5 x10-5 Torr per 24 ore.
La maggior parte dei componenti elettronici devono essere sottoposti a prove di degassamento per essere designati come parti QPS a causa dell'uso di materiali di isolamento e schermatura non metallici.Cinch Dura Con di Cinch Connectivity Solutions TM La presa e la presa micro-D protetta dallo spazio (Figura 2) sono in questa situazione. l'isolamento non metallico, termo-resistente attorno agli spilli,e strato isolante di filo di etilene tetrafluoroetilene (ETFE) nei connettori Dura Con hanno una perdita inferiore all'1% del loro peso totale e un CVCM inferiore a 0.01% durante i test.
Immagine del connettore TE Connectivity Dura Con
Figura 2: Il connettore Dura Con utilizza un materiale isolante a basso disgasamento, che supera i requisiti dello standard EEE-INST-002 della NASA per i connettori elettronici di applicazione LEO. (Fonte immagine:Soluzioni di connettività Cinch
Questi connettori nichelati sono conformi allo standard MIL-DTL-83513 e sono adatti per connettori elettrici micro rettangolari.775" a 2.160" e un'altezza da 0,298" a 0,384".
Secondo i criteri di selezione dei connettori elettronici EEE-INST-002 della NASA,la progettazione e il basso livello di disgasamento di questi connettori li rendono adatti per l'orbita terrestre bassa (LEO) ad altitudini fino a 1200 migliaIl telescopio spaziale Hubble, la Stazione spaziale internazionale e una costellazione di microsatelliti che rendono possibili le telecomunicazioni globali sono tutti in orbita in questa regione.
La norma EEE-INST-002 specifica anche tre livelli di criticalità per i connettori elettronici: i connettori di livello 1 sono connettori mission critical, i connettori di livello 2 richiedono un'elevata affidabilità,e i connettori di livello 3 sono livelli di affidabilità standardI connettori Dura Con sono classificati come livello 2.
Riduzione delle interferenze radioattive
Oltre ai pericoli del vuoto e delle temperature estreme, i componenti nello spazio devono anche essere in grado di resistere a livelli più elevati di radiazioni.questi componenti sarebbero esposti a radiazioni ultraviolette (UV) di spettro completoOltre all'orbita terrestre bassa, i raggi gamma e altre radiazioni ionizzanti sono anche una preoccupazione. 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).
connettori elettrici come il connettore elettrico Tromper QPS di Cinch Connectivity Solutions, che può risolvere questo problema,aventi funzioni di protezione da interferenze RF e interferenze elettromagnetiche, e può soddisfare i requisiti della specifica del bus dati MIL-STD-1553B.
Sono inoltre realizzati principalmente in metallo, compresi i contatti in rame berillico placcato d'oro e i substrati di nichel..0% e CVCM inferiore allo 0,10%.
La serie Tromper a livello di spazio comprende due tipi di piccoli connettori per il collegamento.mentre il connettore TRT adotta una connessione a filo (figura 4)Ciascun tipo offre più progetti per consentire le connessioni attraverso schede, terminali di cavo o schede di circuito stampato (PCB).