En comparación con llevar productos de la Tierra al mercado, el lanzamiento de productos al espacio es mucho más complejo.funcionan de manera fiable y sin mantenimiento dentro de su vida útil prevista, y apoyar las limitaciones de peso y tamaño de los lanzamientos.
En este entorno, los diseñadores de productos recurren a piezas calificadas aeroespaciales (QPS) que ya han sido diseñadas, probadas y revisadas para su uso exitoso en aplicaciones espaciales.QPS ha alcanzado el nivel máximo de madurez tecnológica (TRL) establecido por la Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio (NASA) de los Estados Unidos.
Los TRL se dividen en niveles 1 a 9, que reflejan el proceso del producto desde el concepto hasta el rendimiento maduro (figura 1).desde los conceptos básicos hasta la validación de los conceptosLos TRL 4 a 6 abarcan pruebas preliminares y simulación. Los TRL 7 y 8 han superado las pruebas de prototipos y las demostraciones técnicas finales, convirtiendo los conceptos en realidad.
Imagen del proceso TRL de la NASA
Figura 1: TRL de la NASA representa el proceso de los productos aeroespaciales desde el concepto inicial hasta la madurez del rendimiento.Solo las piezas con un TRL de 9 pueden considerarse piezas QPS después de haber sido fabricadas y ensayadas de acuerdo con normas reconocidas.. (Fuente de imagen: Cinch Connectivity Solutions)
Los productos con un TRL de nivel 9 han tenido éxito en aplicaciones espaciales prácticas.las piezas también deben pasar por procedimientos de ensayo específicos para ser consideradas QPS.Las normas para el control de estos requisitos varían según el tipo de pieza. Por ejemplo, los atenuadores QPS deben ser probados de acuerdo con las normas de nivel T MIL-DTL-3933,mientras que los conectores electrónicos QPS se rigen por el estándar EEE-INST-002 de la NASA.
La comprensión de los desafíos específicos a los que se enfrentan las aplicaciones espaciales puede ayudar a los diseñadores a seleccionar QPS existentes con un rendimiento que satisfaga sus requisitos,acortar el tiempo desde el concepto hasta la implementación, y llevar los productos al mercado a tiempo y dentro del presupuesto.
Superar la desgasificación
La capacidad de operar en vacío y temperaturas extremas es uno de los mayores obstáculos que los componentes espaciales deben superar.El vacío en la órbita terrestre media (MEO) a una distancia de 1234 a 22234 millas de la Tierra, donde los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) operan a esta altitud, tiene un grado de vacío medio de 1 mTorr a 1 μTorr.los componentes en estas y otras aplicaciones tienen temperaturas tan bajas como -270 ° C a la sombra y tan altas como + 121 ° C a la luz solar directa.
Las piezas no metálicas pueden experimentar una "desgasificación" cuando se exponen al vacío y a ambientes de alta temperatura.Este fenómeno se refiere a la migración de gases que permanecen dentro del material durante el proceso de fabricación hacia la superficie.Esta migración puede provocar grietas en el interior del material, debilitando así su resistencia.causando daños a los componentes ópticos, como borrosidad y bloqueo de los sensores.
La gravedad de la desgasificación se mide por la pérdida total de masa (TML) del componente en condiciones de vacío y térmicas, expresada en porcentaje de la masa original.Los fabricantes también miden el porcentaje de material volátil condensable (CVCM) que puede recogerse., que es la cantidad de material desgasificado que se condensa en superficies más frías. Ambos ensayos se realizaron de acuerdo con el protocolo ASTM E595,que exige que las muestras se mantengan a +125 °C y por debajo de 5 x10-5 Torr durante 24 horas.
La mayoría de los componentes electrónicos deben someterse a ensayos de desgasificación para ser designados como piezas QPS debido al uso de materiales aislantes y de blindaje no metálicos.Cinch Dura Con de Cinch Connectivity Solutions TM El conector y el enchufe micro-D protegidos por el espacio (Figura 2) están en esta situaciónEl aislamiento no metálico y termoestable alrededor de los pines,la capa de aislamiento de alambre de tetrafluoroetileno de etileno (ETFE) en los conectores Dura Con tiene una pérdida inferior al 1% de su peso total y un CVCM inferior a 0.01% durante las pruebas.
Imagen del conector Dura Con de TE Connectivity
Figura 2: El conector Dura Con utiliza un material aislante de baja desgasificación, que excede los requisitos del estándar EEE-INST-002 de la NASA para conectores electrónicos de aplicación LEO. (Fuente de imagen:Soluciones de conectividad Cinch)
Estos conectores niquelados cumplen con el estándar MIL-DTL-83513 y son adecuados para conectores eléctricos micro rectangulares.775" a 2.160" y una altura de 0.298 "a 0.384".
Según los criterios de selección de los conectores electrónicos EEE-INST-002 de la NASA,El diseño y el bajo nivel de desgasificación de estos conectores los hacen adecuados para órbita terrestre baja (LEO) a altitudes de hasta 1200 millas.El Telescopio Espacial Hubble, la Estación Espacial Internacional y una constelación de microsatélites que hacen posible las telecomunicaciones globales están operando en órbita en esta región.
La norma EEE-INST-002 también especifica tres niveles de criticalidad para los conectores electrónicos: los conectores de nivel 1 son conectores de misión crítica, los conectores de nivel 2 requieren una alta fiabilidad,Los conectores de nivel 3 son niveles de fiabilidad estándar.Los conectores Dura Con están clasificados como nivel 2.
Reducir las interferencias de la radiación
Además de los peligros del vacío y las temperaturas extremas, los componentes en el espacio también deben ser capaces de soportar niveles más altos de radiación.estos componentes estarían expuestos a todo el espectro de radiación ultravioleta (UV)Más allá de la órbita terrestre baja, los rayos gamma y otras radiaciones ionizantes también son una preocupación. 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).
Conectores eléctricos como el conector eléctrico Tromper QPS de Cinch Connectivity Solutions, que puede resolver este problema,que tengan fuertes funciones de protección contra interferencias de RF e interferencias electromagnéticas, y puede cumplir con los requisitos de la especificación del bus de datos MIL-STD-1553B.
También están hechos principalmente de metal, incluidos los contactos de cobre de berilio recubiertos de oro y sustratos de níquel..0% y CVCM inferior al 0,10%.
La serie Tromper de nivel de espacio incluye dos tipos de conectores pequeños para la conexión.mientras que el conector TRT adopta una conexión roscada (figura 4)Cada tipo ofrece múltiples diseños para permitir conexiones a través de placas, terminaciones de cables o placas de circuito impreso (PCB).