為低地球軌道設計連接器

發射的絕大多數衛星，無論其大小，都打算在低地球軌道（LEO）上運行。有些現在甚至繞火星運行。低地球軌道衛星中使用的許多部件都是現成的商品。通過精心設計，它們可以免受極端空間的影響，但有些條件會帶來特定的挑戰，在選擇組件時必須考慮到這些條件。

克服不熟悉的挑戰

太空確實是一個新的領域，就像所有勇敢開辟第一條道路的先驅者一樣，那些冒險的人必須不斷適應和創新，以克服不熟悉的挑戰。盡管現在我們已經有幾十年的太空飛行和探索，但仍有許多新進入該行業的例子將首次體驗這一切。

例如，目前對太空商業化的巨額私人投資。這當然包括旅游業，但在不久的將來，它在規模、功能和預期壽命方面包括衛星的更大多樣性。現在，將人造物體送入地球軌道比以往任何時候都更容易、更便宜，并且正在創建越來越多的服務來利用這一點。

這些是復雜的系統，需要針對尺寸和重量進行優化，以保持盡可能低的成本。但它們仍然是系統，使用需要組裝和連接的組件構建。多年來，“芯片衛星”概念背后的勢頭一直在建立，但尚未實現。然而，衛星的尺寸繼續縮小，微型衛星、納米衛星、微微衛星甚至毫微衛星。但即使是最小的設備的例子仍然包含多個組件。只有兩個組件的衛星仍然需要某種形式的互連。這意味著為空間設計的連接器是整個系統的關鍵部分。

發射的絕大多數衛星，無論其大小，都打算在低地球軌道（LEO）上運行。有些現在甚至繞火星運行。這里的重點是，雖然它們沒有與深空的嚴酷作斗爭，但它們仍然暴露在與表面任何環境都不同的環境中。LEO中的物體每天在地球上運行超過11，000圈，在挑戰任何物體的條件下。盡管如此，LEO衛星中使用的許多組件都是現成的商品。通過精心設計，它們可以免受極端空間的影響，但有些條件會帶來特定的挑戰，在選擇組件時必須考慮到這些條件。

太空的真空

空間真空產生的極低壓力導致材料中捕獲的任何蒸汽都被排出。這個過程被稱為釋氣，也可以將化合物釋放到封閉區域，例如衛星內部。如果這些化合物揮發性或以揮發性方式與其他化合物發生反應，則可能會構成威脅。

如果蒸汽聚集在傳感器或光伏材料等關鍵部件的表面上，除氣會導致損壞或故障。蒸氣也可能以在組件、連接器或引線之間產生短路的方式聚集。

因此，除氣被極其重視。NASA維護著一個材料數據庫，以總質量損失（TML%）和收集的揮發性可冷凝材料（CVCM%）記錄其除氣特性。ASTM（美國測試與材料協會）標準E1559（航天器材料除氣特性污染的測試方法）和E595（真空環境中除氣的總質量損失和收集的揮發物可冷凝材料的測試方法）定義了測量方法。

美國宇航局發布了空間站外部污染要求SSP 30426，其中定義了分子沉積和顆粒釋放的極限。為了符合要求，材料應滿足 1.0% 的 TML 和/或 0.1% 的 CVCM。那些容易釋氣的材料通常是化學衍生的，例如復合材料。這些材料在連接器的設計中很常見，因為它們也表現出良好的電阻，使其成為理想的電絕緣體。打算對其產品進行太空飛行認證的連接器制造商必須證明符合這些標準。

腐蝕性氧氣

太空中的任何材料都可能發現自己暴露在腐蝕性氧化劑原子氧（AO）中。這是當氧氣與紫外線輻射反應時形成的。氧中的單個原子與分子鍵。在我們的大氣中，反應不會持續，但在太空中，豐富的紫外線輻射使其更具可持續性。在LEO中，96%的氧氣以原子形式存在。

金屬和塑料會受到AO的影響。特別是，AO影響任何含有碳，氮，硫的氫鍵的聚合物。如果在聚合物中使用氟，則反應會隨著長時間暴露于AO而增加。

PTFE通常用作電線的絕緣體，當AO存在并暴露于紫外線時會發生反應。具有ETFE絕緣的電線在空間應用中是首選，因為它們具有良好的介電性能并且耐熱變化。然而，由于陽光是紫外線輻射的重要來源，因此在LEO應用中，ETFE涂層電線不應暴露在陽光下。連接器制造商需要開發能夠針對AO的存在提供一些保護的解決方案。

紫外線輻射的威脅

由于太空中沒有大氣層可以抵御太陽的紫外線輻射，因此其影響要極端得多。它對塑料尤其有害，例如在連接器中用作絕緣體的塑料。

暴露于紫外線輻射會影響聚合物，改變其機械結構。這可能表現為硬化（交聯）或弱化（斷鏈）。可以在聚合物中引入添加劑以減少影響，但通常在LEO應用中應盡量減少在暴露于紫外線輻射的區域使用連接器。

其他極端情況

在太空中發現的溫度變化比在地球表面發現的溫度變化要極端得多。同樣，這是由于缺乏擴散大氣層以及物體是否暴露或隱藏在太陽輻射之外。如果物體同時經歷兩者，由于其軌道，溫度變化將取決于材料的熱吸收或輻射特性，但可能超過200°C。

這里的一個重要參數是熱膨脹系數（CTE），所有材料都具有熱膨脹系數。主要問題是并非所有材料都具有相同的 CTE，這意味著同一組件中的兩種材料之間可能存在不匹配。當物體在極端溫度下循環時，這可能會導致不同的CTE速率造成的損壞。

帶電粒子輻射是太空中存在的另一種威脅，主要來源是銀河宇宙射線、太陽質子事件和被困輻射帶。一般來說，AO和UV將是組件制造商的主要考慮因素，但這表明必須考慮許多方面。

專為太空設計

六十多年來，人類一直在向太空發送人造物體，因此現在有許多組件被認為是太空就緒的也就不足為奇了。在1970年代，NASA制定了技術準備等級（TRL），組件的等級從1到9。TRL 9 級表示技術成熟度的最高水平，定義為在成功任務中“經過戰斗驗證”。自2008年以來，歐洲航天局也一直在使用TRL，九個級別中的每一個都有自己略有不同但非常相似的定義。

在Cinch Connectivity Solutions中，滿足最苛刻的應用需求的傳統。例如，其CIN：：APSE無焊互連技術被認證為TRL 9。該公司于1970年代開始為航天工業供貨，此后每十年繼續這樣做。它已經在為計劃在本世紀2020年代之后的任務制定解決方案。

其專業知識涵蓋該行業的所有領域，從LEO衛星，地球同步軌道和中地球軌道（MEO）衛星，以及地面支持系統和發射器。這包括 D 形 MIL-DTL-83513 連接器、MIL-DTL-1553B 解決方案和 QPS（空間合格部件）組件，包括射頻衰減器。

除了作為NASA任務的主要供應商外，Cinch 還幫助實現了阿聯酋火星任務、帕克太陽探測器和 One Web 項目。在LEO應用中，Cinch 提供用于觀測、通信、偵察和監視應用的組件，以及專為導航和電信設計的系統。

惡劣的環境和對優質采購的需求

LEO設計可能需要系統持續超過30年。對于較小的衛星，這可能沒有任何維護。確保所選組件能夠長時間承受從AO到紫外線和極端溫度的惡劣環境，對于任務的成功至關重要。

最近的事態發展表明，我們仍處于空間探索的開始階段。由于私人投資和對LEO應用優勢的整體需求增加，發展步伐正在加快。

現在，越來越多的制造商看到了開發供應鏈的價值，該供應鏈由能夠在該領域提供卓越服務的悠久傳統的公司組成。100多年來，Cinch Connectivity Solutions一直生產高質量和可靠的高性能連接器和電纜組件。Cinch 被公認為射頻、光纖、混合、微波組件、圓形、D 超小型、模塊化矩形、電子外殼和電纜組件的世界級連接供應商。

Cinch 為軍事、商業航空航天、網絡、電信、測試和測量、石油和天然氣以及其他惡劣環境行業提供創新解決方案。在 Bel 系列解決方案中，我們的目標是超越客戶的期望，并不斷提供創新的解決方案，以滿足我們所服務的市場和客戶快速變化的需求。

審核編輯：郭婷