Bei TE entwickeln und bauen wir seit über 30 Jahren Relais für die Luft- und Raumfahrt. Wir setzen routinemäßig fortschrittliche Design- und Fertigungsprozesse ein, um weltraumtaugliche Produkte zu liefern.
Als der Rover Curiosity der NASA (National Aeronautics and Space Administration) eine perfekte Landung im Gale Krater auf dem Mars hinlegte, war er 150 Millionen Meilen vom nächsten Mechaniker entfernt. Jede Komponente muss zuverlässig funktionieren, um die erwartete Betriebsdauer des Fahrzeugs von 98 Wochen – oder einem Jahr auf dem Mars – zu gewährleisten. Unter den Tausenden von Komponenten des Rovers befinden sich auch Relais von TE Connectivity. Die Spezifikation eines Relais für den Weltraum erfordert natürlich die Suche nach einem kompakten, leichten Gerät, das die elektrischen Anforderungen erfüllt.
Interview mit Karl Kitts, Director of Development Engineering
Worauf müssen Konstrukteure achten, wenn sie ein Relais für den Weltraum spezifizieren?
Temperaturextreme sind vielleicht das erste, was einem in den Sinn kommt, aber Temperaturen sind nicht die einzige ökologische Herausforderung. Die Fähigkeit, im Vakuum zu arbeiten, Strahlung zu widerstehen und mit verschiedenen Atmosphären umzugehen, ist wichtig. Beim Start von Raumfahrzeugen treten mechanische Belastungen durch Vibrationen und Beschleunigungen auf, die ebenfalls im Auswahlprozess berücksichtigt werden müssen.
Was ist mit dem Betrieb in einem Vakuum?
Während in der Raumfahrt eingesetzte Relais in der Regel hermetisch abgedichtet sind, können Dichtungen gelegentlich undicht werden oder nur eine begrenzte Anzahl von Jahren halten – ein Problem bei einer Langzeitmission. Relais, die auf Oxidschichten basieren, die im Vakuum instabil werden, werden unzuverlässig, wenn die Dichtungen undicht werden. Vor diesem Hintergrund werden viele Relais von TE, die in Weltraumumgebungen eingesetzt werden, mit Kontakten hergestellt, die in einer harten Vakuumumgebung abgedichtet und für den Dauerbetrieb in einer solchen Umgebung geeignet sind. Unser Werkstoff-Know-how trägt dazu bei, dass jedes Teil des Relais bereit ist, unter rauen Bedingungen zuverlässig zu funktionieren – auch unter unerwarteten.
Gibt es in der Fertigung spezielle Anforderungen für Raumfahrtanwendungen?
Ja. Weltraumrelais müssen in einer Reinraumumgebung hergestellt werden. Selbst kleinste Partikelverunreinigungen müssen während der Herstellung vermieden werden, um Inkonsistenzen beim Betrieb des Relais zu vermeiden. Es sollte davon ausgegangen werden, dass das Relais jedes Mal, wenn es verwendet wird, einwandfrei funktioniert. Aus diesem Grund sind strenge Reinigungs-, Handhabungs- und Lagerungsverfahren vorgeschrieben, um sicherzustellen, dass Materialien, Komponenten und Teilmontagen von Raumrelais während des gesamten Fertigungsprozesses vollständig geschützt sind.
Wie wichtig ist die Abschirmung gegen Umweltbelastungen?
Die Prüfung von Relais für Raumfahrtanwendungen ist in der Regel wesentlich aufwändiger als die Prüfung von Relais für terrestrische Anwendungen. Schwingprüfungen, Temperaturwechselprüfungen, Temperaturschockprüfungen usw. sind ähnlich, außer dass sie in der Regel länger dauern und mehr Zyklen umfassen. Eine solche Prüfung kann auch einen erweiterten Temperaturbereich umfassen, um die extremen Temperaturen des Weltraums widerzuspiegeln. Das Ziel besteht darin, das Gerät einer Belastungsprüfung zu unterziehen, der größer ist als der, der für die Anforderungen am Boden oder in der Luft- und Raumfahrt erforderlich ist.
Wenden Sie sich an den Lieferanten des Relais, um Art und Umfang der für Ihre Anwendung geeigneten Prüfungen zu erfahren. Die Anwendungsumgebung unterscheidet sich beispielsweise zwischen einem Kommunikationssatelliten und dem Mars-Rover. Außerdem kann die Anzahl der Schaltzyklen für das Relais je nach Anwendung sehr unterschiedlich sein. Beispielsweise muss ein Relais, das einen Satelliten von der Trägerrakete trennt, nur einmal betätigt werden. Im Gegensatz dazu kann ein Relais, das in der Energieumwandlung oder -aufbereitung eingesetzt wird, Tausende von Zyklen durchlaufen.
Was unterscheidet ein Weltraumrelais von denen für den terrestrischen Einsatz?
Relais, die für Weltraumanwendungen geeignet sind, sind in den gleichen Formen und Nennwerten wie terrestrische Relais erhältlich. Der Unterschied liegt in der Auswahl derjenigen, die entwickelt, qualifiziert, hergestellt und geprüft wurden, um den Anforderungen einer Raumfahrtanwendung gerecht zu werden.
Brauchen Sie Hilfe mit Ihrem Weltraumprojekt?
Bei TE entwickeln und bauen wir seit über 30 Jahren Relais für die Luft- und Raumfahrt. Wir setzen routinemäßig fortschrittliche Design- und Fertigungsprozesse ein, um weltraumtaugliche Produkte zu liefern.
Als der Rover Curiosity der NASA (National Aeronautics and Space Administration) eine perfekte Landung im Gale Krater auf dem Mars hinlegte, war er 150 Millionen Meilen vom nächsten Mechaniker entfernt. Jede Komponente muss zuverlässig funktionieren, um die erwartete Betriebsdauer des Fahrzeugs von 98 Wochen – oder einem Jahr auf dem Mars – zu gewährleisten. Unter den Tausenden von Komponenten des Rovers befinden sich auch Relais von TE Connectivity. Die Spezifikation eines Relais für den Weltraum erfordert natürlich die Suche nach einem kompakten, leichten Gerät, das die elektrischen Anforderungen erfüllt.
Interview mit Karl Kitts, Director of Development Engineering
Worauf müssen Konstrukteure achten, wenn sie ein Relais für den Weltraum spezifizieren?
Temperaturextreme sind vielleicht das erste, was einem in den Sinn kommt, aber Temperaturen sind nicht die einzige ökologische Herausforderung. Die Fähigkeit, im Vakuum zu arbeiten, Strahlung zu widerstehen und mit verschiedenen Atmosphären umzugehen, ist wichtig. Beim Start von Raumfahrzeugen treten mechanische Belastungen durch Vibrationen und Beschleunigungen auf, die ebenfalls im Auswahlprozess berücksichtigt werden müssen.
Was ist mit dem Betrieb in einem Vakuum?
Während in der Raumfahrt eingesetzte Relais in der Regel hermetisch abgedichtet sind, können Dichtungen gelegentlich undicht werden oder nur eine begrenzte Anzahl von Jahren halten – ein Problem bei einer Langzeitmission. Relais, die auf Oxidschichten basieren, die im Vakuum instabil werden, werden unzuverlässig, wenn die Dichtungen undicht werden. Vor diesem Hintergrund werden viele Relais von TE, die in Weltraumumgebungen eingesetzt werden, mit Kontakten hergestellt, die in einer harten Vakuumumgebung abgedichtet und für den Dauerbetrieb in einer solchen Umgebung geeignet sind. Unser Werkstoff-Know-how trägt dazu bei, dass jedes Teil des Relais bereit ist, unter rauen Bedingungen zuverlässig zu funktionieren – auch unter unerwarteten.
Gibt es in der Fertigung spezielle Anforderungen für Raumfahrtanwendungen?
Ja. Weltraumrelais müssen in einer Reinraumumgebung hergestellt werden. Selbst kleinste Partikelverunreinigungen müssen während der Herstellung vermieden werden, um Inkonsistenzen beim Betrieb des Relais zu vermeiden. Es sollte davon ausgegangen werden, dass das Relais jedes Mal, wenn es verwendet wird, einwandfrei funktioniert. Aus diesem Grund sind strenge Reinigungs-, Handhabungs- und Lagerungsverfahren vorgeschrieben, um sicherzustellen, dass Materialien, Komponenten und Teilmontagen von Raumrelais während des gesamten Fertigungsprozesses vollständig geschützt sind.
Wie wichtig ist die Abschirmung gegen Umweltbelastungen?
Die Prüfung von Relais für Raumfahrtanwendungen ist in der Regel wesentlich aufwändiger als die Prüfung von Relais für terrestrische Anwendungen. Schwingprüfungen, Temperaturwechselprüfungen, Temperaturschockprüfungen usw. sind ähnlich, außer dass sie in der Regel länger dauern und mehr Zyklen umfassen. Eine solche Prüfung kann auch einen erweiterten Temperaturbereich umfassen, um die extremen Temperaturen des Weltraums widerzuspiegeln. Das Ziel besteht darin, das Gerät einer Belastungsprüfung zu unterziehen, der größer ist als der, der für die Anforderungen am Boden oder in der Luft- und Raumfahrt erforderlich ist.
Wenden Sie sich an den Lieferanten des Relais, um Art und Umfang der für Ihre Anwendung geeigneten Prüfungen zu erfahren. Die Anwendungsumgebung unterscheidet sich beispielsweise zwischen einem Kommunikationssatelliten und dem Mars-Rover. Außerdem kann die Anzahl der Schaltzyklen für das Relais je nach Anwendung sehr unterschiedlich sein. Beispielsweise muss ein Relais, das einen Satelliten von der Trägerrakete trennt, nur einmal betätigt werden. Im Gegensatz dazu kann ein Relais, das in der Energieumwandlung oder -aufbereitung eingesetzt wird, Tausende von Zyklen durchlaufen.
Was unterscheidet ein Weltraumrelais von denen für den terrestrischen Einsatz?
Relais, die für Weltraumanwendungen geeignet sind, sind in den gleichen Formen und Nennwerten wie terrestrische Relais erhältlich. Der Unterschied liegt in der Auswahl derjenigen, die entwickelt, qualifiziert, hergestellt und geprüft wurden, um den Anforderungen einer Raumfahrtanwendung gerecht zu werden.
