Em comparação com o lançamento de produtos da Terra para o mercado, o lançamento de produtos para o espaço é muito mais complexo.Funcionam de forma fiável e sem manutenção durante a sua vida útil prevista, e suportar as limitações de peso e tamanho dos lançamentos.
Neste ambiente, os designers de produtos recorrem a peças qualificadas aeroespaciais (QPS) que já foram projetadas, testadas e revisadas para uso bem-sucedido em aplicações espaciais.O QPS atingiu o nível máximo de maturidade tecnológica (TRL) estabelecido pela National Aeronautics and Space Administration (NASA) dos Estados Unidos.
O TRL é dividido em níveis 1 a 9, que reflectem o processo do produto desde o conceito até ao desempenho maduro (Figura 1).De conceitos básicos à validação de conceitosAs TRL 4 a 6 abrangem os ensaios preliminares e a simulação.
Imagem do processo TRL da NASA
Figura 1: O TRL da NASA representa o processo dos produtos aeroespaciais desde o conceito inicial até a maturidade do desempenho.Apenas as peças com um TRL de 9 podem ser consideradas peças QPS após serem fabricadas e testadas de acordo com normas reconhecidas.. (Fonte da imagem: Cinch Connectivity Solutions)
Os produtos com um TRL de nível 9 alcançaram sucesso em aplicações espaciais práticas.As peças também devem passar por procedimentos de ensaio específicos para serem consideradas QPS.Os padrões de controlo destes requisitos variam consoante o tipo de peça. Por exemplo, os atenuadores QPS devem ser testados de acordo com as normas MIL-DTL-3933 de nível T,enquanto os conectores eletrónicos QPS são regidos pela norma EEE-INST-002 da NASA.
A compreensão dos desafios específicos enfrentados pelas aplicações espaciais pode ajudar os projetistas a selecionar QPS existentes com um desempenho que satisfaça os seus requisitos,reduzir o tempo entre a concepção e a implantação, e colocar os produtos no mercado a tempo e dentro do orçamento.
Superar o desgaseamento
A capacidade de operar no vácuo e em temperaturas extremas é um dos maiores obstáculos que os componentes espaciais devem superar.O vácuo na órbita média da Terra (MEO) a uma distância de 1234 a 22234 milhas da Terra, onde os satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS) operam a esta altitude, tem um grau médio de vácuo de 1 mTorr a 1 μTorr.Os componentes nestes e noutras aplicações têm temperaturas tão baixas como -270 ° C na sombra e tão altas como + 121 ° C na luz solar direta.
As peças não metálicas podem sofrer "desgaseamento" quando expostas a vácuo e ambientes de alta temperatura.Este fenómeno refere-se à migração dos gases que permanecem no interior do material durante o processo de fabrico para a superfície.Esta migração pode levar a fissuras no interior do material, enfraquecendo assim a sua resistência.causando danos aos componentes ópticos, tais como desfoque e bloqueio dos sensores.
A gravidade do desgaseamento é medida pela perda de massa total (TML) do componente em condições térmicas e de vácuo, expressa em percentagem da massa original.Os fabricantes também medem a percentagem de material condensável volátil (CVCM) que pode ser recolhida., que é a quantidade de material desgaseado que se condensa em superfícies mais frias.que exige que as amostras sejam mantidas a +125 °C e abaixo de 5 x10-5 Torr durante 24 horas.
A maioria dos componentes eletrónicos devem ser submetidos a ensaios de desgaseamento para serem designados como peças QPS devido à utilização de materiais de isolamento e blindagem não metálicos.Cinch Dura Con da Cinch Connectivity Solutions TM A tomada e tomada de micro-D blindada pelo espaço (Figura 2) estão nesta situaçãoO isolamento não-metálico e termo-resistente em torno dos pinos,A camada de isolamento de fios de tetrafluoroetileno de etileno (ETFE) nos conectores Dura Con tem uma perda inferior a 1% do seu peso total e um CVCM inferior a 00,01% durante os testes.
Imagem do conector TE Connectivity Dura Con
Figura 2: O conector Dura Con usa um material de isolamento de baixo desgaseamento, que excede os requisitos do padrão EEE-INST-002 da NASA para conectores eletrônicos de aplicação LEO. (Fonte da imagem:Soluções de Conectividade Cinch
Estes conectores revestidos de níquel cumprem o padrão MIL-DTL-83513 e são adequados para conectores elétricos micro retangulares.775 "a 2.160" e uma altura de 0,298 "a 0,384".
De acordo com os critérios de selecção dos conectores electrónicos EEE-INST-002 da NASA,O projeto e o baixo nível de desgaseamento destes conectores tornam-nos adequados para órbita terrestre baixa (LEO) a altitudes de até 1200 milhasO Telescópio Espacial Hubble, a Estação Espacial Internacional e uma constelação de microssatélites que possibilitam as telecomunicações globais estão todos a operar em órbita nesta região.
A norma EEE-INST-002 especifica também três níveis de criticidade para os conectores eletrónicos: os conectores de nível 1 são conectores de missão crítica, os conectores de nível 2 exigem elevada fiabilidade,e os conectores de nível 3 são níveis de fiabilidade padrãoOs conectores Dura Con são classificados como nível 2.
Reduzir a interferência de radiação
Além dos perigos do vácuo e das temperaturas extremas, os componentes no espaço também devem ser capazes de suportar níveis mais elevados de radiação.Estes componentes seriam expostos a radiação ultravioleta (UV) de espectro completoAlém da órbita baixa da Terra, os raios gama e outras radiações ionizantes também são uma preocupação. 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 elétricos como o conector elétrico Tromper QPS da Cinch Connectivity Solutions, que pode resolver este problema,possuem fortes funções de proteção contra interferências de RF e interferências eletromagnéticas, e pode satisfazer os requisitos da especificação do autocarro de dados MIL-STD-1553B.
São também fabricados principalmente em metal, incluindo contatos de cobre de berílio revestidos de ouro e substratos de níquel..0% e CVCM inferior a 0,10%.
A série Tromper de nível espacial inclui dois tipos de pequenos conectores para ligação.enquanto o conector TRT adota uma ligação roscada (Figura 4)Cada tipo oferece vários projetos para permitir conexões através de placas, terminações de cabo ou placas de circuito impresso (PCBs).