火星任務(wù)甄選超高可靠性是重中之重 C&K的Micro-D連接器最合適

對(duì)于 NASA 最新火星探測(cè)器而言， 超高可靠性是重中之重。C&K 的 Micro-D 連接器可謂可靠性方面的明星。

對(duì)于 NASA最新火星探測(cè)器而言， 超高可靠性是重中之重，因此會(huì)采用 C&K 的 Micro-D 連接器。

長(zhǎng)期以來(lái)， 火星一直吸引著我們地球人；早在 1893 年， 意大利天文學(xué)家 Giovanni Schiaparelli 就確信自己通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察火星時(shí)發(fā)現(xiàn)了人工運(yùn)河 ─ 從那時(shí)起， 火星開始成為人類關(guān)于太空遐想的焦點(diǎn)。

近期以來(lái)， 我們開始全身心探索這顆星球；尤其值得注意的是， 這是在好奇心驅(qū)使下探索火星上是否存在生命。NASA 制定了一項(xiàng)明確的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)， 那就是把宇航員送去火星 ─ 盡管現(xiàn)在看來(lái)還遙不可及。

早在 1960 年， 俄羅斯就曾嘗試向火星發(fā)射探測(cè)器， 但以失敗告終；1965 年， NASA 的「水手 四號(hào)」探測(cè)器首次飛越火星；1971 年， 俄羅斯實(shí)現(xiàn)首次登陸火星 ─ 自那以后， 俄羅斯已成功實(shí)施多次登陸。

直到最近， 所有這些任務(wù)都主要關(guān)注火星表面。隨著 NASA 最新任務(wù)「洞察號(hào)」的實(shí)施， 重點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到火星內(nèi)部研究上。

經(jīng)過(guò) 5.48 億公里長(zhǎng)途漫游， 洞察號(hào)探測(cè)器于 2018 年 11 月 26 日在火星赤道附近安全著陸。接下來(lái)兩年時(shí)間內(nèi)， 洞察號(hào)將致力于回答「45 億年前這顆紅色行星是如何形成」這一基本問(wèn)題， 以及更廣泛地講，「其他巖石行星是如何形成的」。

地表部署地震儀

通過(guò)地震活動(dòng)監(jiān)測(cè)， 洞察號(hào)將向我們揭示更多關(guān)于火星內(nèi)部的秘密：它最初如何形成？?jī)?nèi)部由什么組成？甚至地表下面是否存在液態(tài)水？了解火星地質(zhì)知識(shí)還能幫助我們探究 40 多億年前地球的形成機(jī)理， 因?yàn)榛鹦切〉阶阋员Ａ舾嚓P(guān)于這些過(guò)程的證據(jù)。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)設(shè)備 （SEIS） 是洞察號(hào)三大主儀器之一；作為地震儀， 其可測(cè)量微小振動(dòng)， 提供關(guān)于火星結(jié)構(gòu)（地殼、地幔和地核）及其內(nèi)部活動(dòng)的最新資料。

12 月 19 日， 洞察號(hào) 1.8 米長(zhǎng)的機(jī)械臂將 SEIS 安置在火星表面， 標(biāo)志著航天器首次將地震儀自動(dòng)部署到其他行星。

圖 1：火星部署 SEIS

地震儀采用三個(gè)鈦擺， 每軸設(shè)置一個(gè)；它們可以在一個(gè)保護(hù)性真空室（容量為 3 升的球體）內(nèi)自由移動(dòng)， 這意味著：任何振動(dòng)都會(huì)使鈦擺相對(duì)于地震儀其余部分進(jìn)行移動(dòng)， 從而實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。

SEIS 對(duì)「火星震」產(chǎn)生的振動(dòng)或震波以及由沙塵暴和大氣湍流引起的地表震動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。該設(shè)備還將在為期兩年的任務(wù)中探測(cè) 5 到 10 顆流星的撞擊。此次使用的地震儀極其靈敏， 能夠探測(cè)到比氫原子還小的移動(dòng)。

可靠的連接器

對(duì)于任何太空應(yīng)用而言， 選擇部件的首要標(biāo)準(zhǔn)是可靠性。在地球軌道上， 我們可能有第二次機(jī)會(huì)解決問(wèn)題 ─ 例如， 我們可以借助哈勃望遠(yuǎn)鏡。但對(duì)于洞察號(hào)而言， 它與地球的距離意味著一切都必須完美；因此， 連接器等至關(guān)重要的小型部件必須仔細(xì)規(guī)范和設(shè)計(jì)。

為確保完全可靠， 洞察號(hào)的地震儀采用 C&K 的 MDMA 系列 Micro-D 連接器。如圖 2 所示， 地震儀前部裝有 C&K 連接器。這些連接器確保 SEIS 能夠每天都向著陸器發(fā)送 38 兆位的數(shù)據(jù)。

此種連接器小巧輕便：最小有 2.3g 的 9 針連接器， 最大到 7.3g 的 51 針版。

連接器可使用 AWG24、AWG26 和 AWG28 標(biāo)準(zhǔn)絕緣線或 AWG25 標(biāo)準(zhǔn)非絕緣實(shí)芯線。連接器在 150Vrms 工作電壓條件下額定電流高達(dá) 3.5A（AWG24 標(biāo)準(zhǔn)線）， 并且完全兼容其他供應(yīng)商提供的 Micro-D 連接器。

這些都是標(biāo)準(zhǔn)部件， 無(wú)需針對(duì)火星任務(wù)進(jìn)行特別準(zhǔn)備。由于 C&K 連接器主要面向航空航天市場(chǎng)， 所有連接器設(shè)計(jì)均確保極端條件下的可靠性， 并經(jīng)過(guò)適當(dāng)測(cè)試和認(rèn)證。客戶有時(shí)會(huì)進(jìn)行低溫冷凍等額外測(cè)試， 但洞察號(hào)任務(wù)并不需要這樣做。

世界各地航天機(jī)構(gòu)將連接器用于衛(wèi)星、發(fā)射器、望遠(yuǎn)鏡和其他航天器應(yīng)用， 部件符合 ESA-ESCC、MIL-M24308 和 GSFC-311P 規(guī)范， 包括 ESCC 規(guī)范 3401/077（連接器）和 3401/078（可拆卸壓接接觸件）。

為確保在太空可靠運(yùn)行， 連接器選材非常重要。MDMA 系列連接器均符合此種選擇所依據(jù)的主要標(biāo)準(zhǔn)， 指標(biāo)包括：不因溫度條件而產(chǎn)生放氣或電阻微弱變化；無(wú)磁性或磁性極低。接觸電阻極低， 只有 5mΩ（額定電流條件下）。

連接器外殼采用鋁合金材質(zhì)， 表面可在銅基材上覆蓋 25.4μm 無(wú)電鍍鎳， 或在 25.4μm 無(wú)電鍍鎳上覆蓋 2.54μm 金材。洞察號(hào)任務(wù)選擇在銅基材上覆蓋 25.4μm 無(wú)電鍍鎳。

絕緣器采用液晶聚合物， 陰陽(yáng)觸頭均采用銅基材覆蓋 1.27μm 金材質(zhì)。連接器可配用栓住螺母或選配浮動(dòng)安裝連接件， 采用 303 型鈍化不銹鋼材質(zhì)。

定制線束

除可靠性和符合 ESCC 規(guī)范要求之外， C&K 選擇連接器的另一個(gè)關(guān)鍵因素是客戶可以制作自己的線束 ─ 目前沒(méi)有任何其他供應(yīng)商能夠做到這一點(diǎn)。

C&K 開發(fā)了一套可折疊、可拆卸的接觸器系統(tǒng)， 用固定夾代替常見的「焊接柱」或「有線」端接， 其優(yōu)點(diǎn)如下：

·線束長(zhǎng)度靈活可調(diào)， 可完美適合應(yīng)用條件， 從而為太空任務(wù)「減重」。

·線束無(wú)需使用收縮管。

·客戶可以制作自己的線束， 如有需要， 還可以為每個(gè)接觸器選擇不同的線束類型和尺寸。

·通過(guò)確保只使用必需電線可以降低線束制造商成本。

結(jié)論

對(duì)于洞察號(hào)這樣的高規(guī)格任務(wù)， 一切都必須完美。任何問(wèn)題都可能導(dǎo)致科學(xué)家們錯(cuò)過(guò)探測(cè)器能捕捉到的最佳數(shù)據(jù)。

此項(xiàng)任務(wù)已經(jīng)發(fā)回了圖像、音頻和視頻， 地震儀也記錄了火星風(fēng)導(dǎo)致洞察號(hào)太陽(yáng)能電池板振動(dòng)情況。

現(xiàn)在下結(jié)論還為時(shí)尚早， 但到目前為止一切都非常順利。C&K 可靠的連接器將有助于保持這種良好狀態(tài)。