एयरोस्पेस ग्रेड के घटकों की तकनीकी परिपक्वता

पृथ्वी से उत्पादों को बाजार में लाने की तुलना में, अंतरिक्ष में उत्पादों को लॉन्च करना बहुत अधिक जटिल है। अंतरिक्ष में घटकों को अंतरिक्ष वातावरण की चुनौतियों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए,उनके अपेक्षित जीवनकाल के भीतर विश्वसनीय और रखरखाव मुक्त काम, और प्रक्षेपण के वजन और आकार की सीमाओं का समर्थन करते हैं।

इस वातावरण में, उत्पाद डिजाइनर एयरोस्पेस योग्य भागों (क्यूपीएस) की ओर रुख करते हैं जिन्हें पहले से ही अंतरिक्ष अनुप्रयोगों में सफल उपयोग के लिए डिजाइन, परीक्षण और समीक्षा की गई है।क्यूपीएस ने संयुक्त राज्य अमेरिका के नेशनल एयरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (नासा) द्वारा निर्धारित अधिकतम प्रौद्योगिकी परिपक्वता स्तर (टीआरएल) तक पहुंच गया है.

टीआरएल को स्तर 1 से 9 में विभाजित किया गया है, जो उत्पाद की अवधारणा से परिपक्व प्रदर्शन तक की प्रक्रिया को दर्शाता है (चित्र 1) । टीआरएल 1 से 3 प्रदर्शित करते हैं कि उत्पाद सैद्धांतिक रूप से कैसे काम करता है,मूल अवधारणाओं से लेकर अवधारणा सत्यापन तकटीआरएल 4 से टीआरएल 6 प्रारंभिक परीक्षण और सिमुलेशन को कवर करते हैं। टीआरएल 7 और 8 ने प्रोटोटाइप परीक्षण और अंतिम तकनीकी प्रदर्शनों को पारित किया है, अवधारणाओं को वास्तविकता में बदल दिया है।

नासा टीआरएल प्रक्रिया छवि
चित्र 1: नासा टीआरएल प्रारंभिक अवधारणा से प्रदर्शन परिपक्वता तक एयरोस्पेस उत्पादों की प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है।केवल TRL 9 वाले भागों को मान्यता प्राप्त मानकों के अनुसार निर्मित और परीक्षण किए जाने के बाद QPS भाग माना जा सकता है. (छवि स्रोतः सिंच कनेक्टिविटी सॉल्यूशंस)

टीआरएल स्तर 9 तक पहुंचने वाले उत्पादों ने व्यावहारिक अंतरिक्ष अनुप्रयोगों में सफलता प्राप्त की है।भागों को QPS माना जाने के लिए विशेष परीक्षण प्रक्रियाओं को भी पास करना होगाइन आवश्यकताओं को नियंत्रित करने के लिए मानक भाग के प्रकार के आधार पर भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, QPS एटेंचुएटर को MIL-DTL-3933 टी-स्तरीय मानकों के अनुसार परीक्षण किया जाना चाहिए,जबकि QPS इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टर नासा के EEE-INST-002 मानक द्वारा शासित होते हैं.

अंतरिक्ष आधारित अनुप्रयोगों के सामने आने वाली विशिष्ट चुनौतियों को समझने से डिजाइनरों को उनकी आवश्यकताओं को पूरा करने वाले प्रदर्शन के साथ मौजूदा क्यूपीएस का चयन करने में मदद मिल सकती है।अवधारणा से लेकर तैनाती तक का समय कम करना, और समय पर और बजट के भीतर उत्पादों को बाजार में लाने के लिए।

डीगैसिंग पर काबू पाना
वैक्यूम और चरम तापमान में काम करने की क्षमता सबसे बड़ी बाधाओं में से एक है जिसे अंतरिक्ष घटकों को दूर करना चाहिए।पृथ्वी से 1234 से 22234 मील की दूरी पर पृथ्वी की मध्यम कक्षा (एमईओ) में वैक्यूम, जहां ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) उपग्रह इस ऊंचाई पर काम करते हैं, में 1 mTorr से 1 μTorr की औसत वैक्यूम डिग्री होती है।इन और अन्य अनुप्रयोगों में घटकों का तापमान छाया में -270 डिग्री सेल्सियस और प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश में + 121 डिग्री सेल्सियस तक कम होता है.

गैर धातु भागों को वैक्यूम और उच्च तापमान वातावरण के संपर्क में आने पर "डिगैसिंग" का अनुभव हो सकता है।यह घटना विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान सामग्री के अंदर शेष गैसों के सतह की ओर प्रवास को संदर्भित करती हैइस प्रवासन से सामग्री के अंदर दरारें हो सकती हैं, जिससे इसकी ताकत कमजोर हो जाती है। रिलीज़ की गई गैस अन्य भागों पर भी संघनित और जमेगी,ऑप्टिकल घटकों को नुकसान जैसे धुंधलापन और सेंसर अवरोध.

डीगैसिंग की गंभीरता को वैक्यूम और थर्मल स्थितियों में घटक के कुल द्रव्यमान हानि (टीएमएल) द्वारा मापा जाता है, जिसे मूल द्रव्यमान के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।निर्माताओं को भी लुप्तप्राय संघननीय सामग्री (CVCM) का प्रतिशत जो एकत्र किया जा सकता है मापता है, जो कि डीगैस सामग्री की मात्रा है जो ठंडी सतहों पर संघनित होती है। दोनों परीक्षण एएसटीएम E595 प्रोटोकॉल के अनुसार किए गए थे,जिसमें 24 घंटे के लिए नमूनों को +125 डिग्री सेल्सियस पर और 5 x10-5 टोर से नीचे रखने की आवश्यकता होती है.

अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक घटकों को गैर-धात्विक इन्सुलेशन और परिरक्षण सामग्री के उपयोग के कारण QPS भागों के रूप में नामित होने के लिए डीगैसिंग परीक्षण से गुजरना पड़ता है।Cinch कनेक्टिविटी सॉल्यूशंस TM से Cinch Dura Con स्पेस-स्किल्ड माइक्रो-डी प्लग और सॉकेट (चित्र 2) इस स्थिति में हैंपिन के चारों ओर गैर धातु, थर्मोसेटिंग इन्सुलेशन,और एथिलीन टेट्राफ्लोरोएथिलीन (ETFE) तार इन्सुलेशन परत में Dura Con कनेक्टर्स अपने कुल वजन का 1% से कम का नुकसान और एक CVCM 0 से कम हैपरीक्षण के दौरान 0.01 प्रतिशत।

TE कनेक्टिविटी Dura Con कनेक्टर छवि
चित्र 2: ड्यूरा कॉन कनेक्टर में कम डीगैसिंग इन्सुलेशन सामग्री का उपयोग किया गया है, जो एलईओ अनुप्रयोग इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टर्स के लिए नासा के ईईई-आईएनएसटी-002 मानक की आवश्यकताओं से अधिक है।Cinch कनेक्टिविटी समाधान)

ये निकेल लेपित कनेक्टर MIL-DTL-83513 मानक का अनुपालन करते हैं और सूक्ष्म आयताकार विद्युत कनेक्टर के लिए उपयुक्त हैं। वे 9 से 100 सुई पदों को समायोजित कर सकते हैं, 0 की आधार चौड़ाई के साथ।775 "से 2.160 "और एक ऊंचाई 0.298 "0.384 करने के लिए।

नासा के EEE-INST-002 इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टर चयन मानदंडों के अनुसार,इन कनेक्टरों के डिजाइन और कम डीगैसिंग स्तर उन्हें 1200 मील तक की ऊंचाई पर कम पृथ्वी कक्षा (LEO) के लिए उपयुक्त बनाते हैं।हबल स्पेस टेलीस्कोप, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन, और माइक्रोसैटेलाइट्स का एक तारामंडल जो वैश्विक दूरसंचार को संभव बनाते हैं, सभी इस क्षेत्र में कक्षा में काम कर रहे हैं।

EEE-INST-002 मानक इलेक्ट्रॉनिक कनेक्टर्स के लिए तीन महत्वपूर्णता स्तरों को भी निर्दिष्ट करता है। स्तर 1 कनेक्टर्स मिशन महत्वपूर्ण कनेक्टर्स हैं, स्तर 2 कनेक्टर्स को उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है,और स्तर 3 कनेक्टर मानक विश्वसनीयता स्तर हैंड्यूरा कॉन कनेक्टर्स को स्तर 2 के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

विकिरण हस्तक्षेप को कम करें
वैक्यूम और चरम तापमान के खतरों के अलावा, अंतरिक्ष में घटकों को भी उच्च स्तर के विकिरण का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।ये घटक पूर्ण स्पेक्ट्रम पराबैंगनी (यूवी) विकिरण के संपर्क में आएंगेपृथ्वी की निम्न कक्षा से परे गामा किरणें और अन्य आयनकारी विकिरण भी चिंता का विषय हैं। 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).

इलेक्ट्रिकल कनेक्टर जैसे कि Cinch Connectivity Solutions के Tromper QPS इलेक्ट्रिकल कनेक्टर, जो इस समस्या को हल कर सकते हैं,मजबूत आरएफ हस्तक्षेप और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप परिरक्षण कार्यों है, और MIL-STD-1553B डेटा बस विनिर्देश की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।

वे भी मुख्य रूप से धातु से बने होते हैं, जिसमें सोने से ढंके बेरिलियम तांबे के संपर्क और निकल सब्सट्रेट शामिल हैं। कम डीगैसिंग पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (पीटीएफई) डाइलेक्ट्रिक सामग्री 1 से कम टीएमएल प्राप्त कर सकती है.0% और CVCM 0.10% से कम है।

अंतरिक्ष स्तर ट्रॉम्पर श्रृंखला में कनेक्शन के लिए दो प्रकार के छोटे कनेक्टर शामिल हैं।जबकि टीआरटी कनेक्टर एक घुमावदार कनेक्शन (चित्र 4) को अपनाता हैप्रत्येक प्रकार बोर्ड, केबल टर्मिनल या प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) के माध्यम से कनेक्शन की अनुमति देने के लिए कई डिजाइन प्रदान करता है।