지구에서 제품을 시장에 내보내는 것과 비교하면 우주로 제품을 발사하는 것은 훨씬 더 복잡합니다. 우주에 있는 부품들은 우주 환경의 도전을 견딜 수 있어야 합니다.예상 수명 내에 안정적이고 유지보수 없이 작동합니다., 그리고 발사 무게와 크기의 제한을 지원합니다.
이러한 환경에서 제품 설계자는 우주 응용 분야에서 성공적인 사용을 위해 이미 설계, 테스트 및 검토 된 항공 우주 자격 부품 (QPS) 으로 돌립니다.QPS는 미국 국립 항공우주국 (NASA) 에 의해 설정된 최대 기술 성숙 수준 (TRL) 을 달성했습니다..
TRL은 개념에서 성능까지의 프로세스를 반영하는 1부터 9 단계로 나뉘어 있습니다. (그림 1).기본 개념에서 개념 검증까지TRL 4에서 TRL 6은 예비 테스트와 시뮬레이션을 포함합니다. TRL 7과 8은 프로토타입 테스트와 최종 기술 시범을 통과하여 개념을 현실로 전환했습니다.
NASA TRL 프로세스 이미지
그림 1: NASA TRL는 초기 개념에서 성능 성숙까지 항공 우주 제품의 과정을 나타냅니다.인정된 표준에 따라 제조 및 시험된 후 TRL 9의 부품만 QPS 부품으로 간주될 수 있습니다.. (사진 소스: 신치 커넥티비티 솔루션)
TRL 레벨 9에 도달하는 제품은 실제 우주 응용 분야에서 성공을 거두었습니다.또한 부품은 QPS로 간주되기 위해 특정 시험 절차를 통과해야합니다.이러한 요구 사항을 제어하기위한 표준은 부품 유형에 따라 다릅니다. 예를 들어, QPS 약화기는 MIL-DTL-3933 T 레벨 표준에 따라 테스트되어야합니다.QPS 전자 커넥터는 NASA의 EEE-INST-002 표준에 따라 적용됩니다..
우주 기반 애플리케이션에 직면한 구체적인 과제를 이해하는 것은 설계자가 기존의 QPS를 선택하여 그들의 요구 사항을 충족시키는 성능을 가질 수 있도록 도울 수 있습니다.컨셉에서 도입까지의 시간을 단축합니다., 상품을 적시하고 예산에 맞춰 시장에 내놓습니다.
가스 배출을 극복
진공과 극한 온도에서 작동하는 능력은 우주 부품이 극복해야 할 가장 큰 장애물 중 하나입니다.지구에서 1234에서 22234 마일 거리에 있는 중간 지구 궤도 (MEO) 의 진공, 이 고도에서 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS) 위성이 작동하는 경우 평균 진공도 1mTorr에서 1 μTorr입니다. 동시에,이 및 다른 응용 프로그램에서 구성 요소는 그림자에서 -270 ° C까지 낮고 직접 햇빛에서 + 121 ° C까지 높습니다..
비금속 부품은 진공 및 고온 환경에 노출되면 "부연화"를 경험할 수 있습니다.이 현상은 제조 과정에서 물질 내부에 남아있는 기체의 표면으로 이동을 의미합니다.이 이동은 물질 내부에 균열이 발생하여 강도를 약화시킬 수 있습니다. 방출 된 기체는 다른 부분에서도 응고되고 얼어 질 수 있습니다.흐려지고 센서 차단과 같은 광학적 구성 요소에 손상을 유발합니다..
탈가스의 심각성은 진공 및 열 조건에서 구성 요소의 전체 질량 손실 (TML) 으로 측정되며, 원량의 비율로 표현됩니다.제조업체는 또한 수집 할 수있는 휘발성 응축 물질 (CVCM) 의 비율을 측정합니다이 두 가지 테스트는 ASTM E595 프로토콜에 따라 수행되었습니다.24시간 동안 샘플을 +125°C에서 5x10-5 Torr 이하로 보관해야 하는 경우.
대부분의 전자 부품은 비금속 단열 및 보호 재료의 사용으로 인해 QPS 부품으로 지정되기 위해 가스 제거 테스트를 받아야합니다.Cinch Connectivity Solutions TM의 Cinch Dura Con에서 우주 보호 마이크로-D 플러그와 소켓 (그림 2) 이이 상황입니다- 비금속, 열 고정 단열 스핀 주위에에틸렌 테트라플루오레틸렌 (ETFE) 와이어 단열층 Dura Con 커넥터에서 전체 무게의 1% 미만의 손실과 CVCM이 0 미만의테스트 중에 0.01%입니다.
TE 커넥티비티 Dura Con 커넥터 이미지
그림 2: 듀라 콘 커넥터는 LEO 응용 전자 커넥터에 대한 NASA의 EEE-INST-002 표준의 요구 사항을 초과하는 저독가스 단열 물질을 사용합니다. (사진 소스:(Cinch 연결 솔루션)
이 니켈 접착식 커넥터는 MIL-DTL-83513 표준을 준수하고 마이크로 직사각형 전기 커넥터에 적합합니다. 그들은 9에서 100개의 바늘 위치를 수용 할 수 있으며, 기저 폭은 0.775 "~ 2.160"이고 높이는 0.298"에서 0.384"입니다.
NASA의 EEE-INST-002 전자 연결기 선택 기준에 따르면이 커넥터의 설계와 낮은 디가스화 수준은 1200마일까지의 고도에서 낮은 지구 궤도 (LEO) 에 적합합니다.허블 우주 망원경, 국제 우주 정거장, 그리고 전 세계 통신을 가능하게 하는 미시 위성들의 별자리는 모두 이 지역에서 궤도를 달리고 있습니다.
EEE-INST-002 표준은 또한 전자 연결 장치에 대한 세 가지 비판성 수준을 지정합니다. 레벨 1 연결 장치는 임무 중요 연결 장치입니다. 레벨 2 연결 장치는 높은 신뢰성을 요구합니다.레벨 3 커넥터는 표준 신뢰성 수준입니다.듀라 콘 커넥터는 레벨 2로 분류됩니다.
방사선 간섭을 줄이세요
진공과 극한 온도의 위험 외에도 우주에 있는 부품들은 더 높은 수준의 방사선에도 견딜 수 있어야 합니다.이 구성 요소는 전체 스펙트럼 자외선 (UV) 방사선에 노출 될 것입니다.지구 궤도 아래에서 가마선과 다른 이온화 방사선도 우려되는 현상입니다. 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).
이 문제를 해결할 수 있는 Cinch Connectivity Solutions의 Tromper QPS 전기 커넥터와 같은 전기 커넥터는강력한 RF 간섭 및 전자기 간섭 차단 기능이 있습니다., 그리고 MIL-STD-1553B 데이터 버스 사양의 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.
또한 주로 금으로 만들어집니다. 금으로 칠 된 베릴륨 구리 접촉 및 니켈 기판을 포함합니다. 낮은 탈가스 폴리테트라플루오로 에틸렌 (PTFE) 가열 물질은 TML를 1 미만으로 달성 할 수 있습니다..0%와 CVCM 0.10% 미만
공간 레벨 Tromper 시리즈는 연결을 위해 두 가지 유형의 작은 커넥터를 포함합니다. TRB 커넥터는 bayonet 잠금 (그림 3) 를 채택합니다.TRT 커넥터가 스레드 연결을 채택하는 동안 (그림 4)각 유형은 보드, 케이블 종점 또는 인쇄 회로 보드 (PCB) 를 통해 연결을 허용하는 여러 디자인을 제공합니다.