Raumsonde Juno mit Jupiter

Sensoren in der Raumfahrt

Der neueste innovative Beitrag von TE Connectivity (TE) zur Luft- und Raumfahrtindustrie ist die Bereitstellung von NTC (Negative Temperature Coefficient)-Thermistoren für die NASA-Raumsonde Juno, die zweite Mission zur Erforschung des Jupiters. Die Thermistoren von TE messen die Temperatur der Juno-Magnetometer, um die Zuverlässigkeit der Messung und Datenerfassung bei hohen Temperaturen zu gewährleisten.

Beim Start einer Rakete sind Drucksensoren der Luft ausgesetzt, die über die Oberflächen der Rakete strömt.  Da beim Start sehr hohe Geschwindigkeiten erreicht werden (Mach 4 oder knapp 5000 km/h), übt die Luft erheblichen Druck und Kräfte auf die Raketenhülle und -zelle aus – eine äußerst raue Umgebung! Die Drucksensoren von TE Connectivity (TE) überwachen diese Kräfte, damit sichergestellt ist, dass die Auslegungsgrenzwerte der Raketenzelle nicht überschritten werden. Dabei handelt es sich um ein wichtiges Stück Ingenieurskunst für Unternehmen wie die NASA und andere OEMs der Luft- und Raumfahrtindustrie.  

Der neueste innovative Beitrag von TE zur Luft- und Raumfahrtindustrie ist die Bereitstellung von MEMS-Beschleunigungsmessern für das Solar Impulse-Projekt, das erste Solarflugzeug, das mit seiner Landung in Abu Dhabi letzten Monat eine Erdumrundung geschafft hat, sowie von NTC (Negative Temperature Coefficient)-Thermistoren für die NASA-Raumsonde Juno, die zweite Mission zum Jupiter-Orbit. Die Raumsonde Juno befindet sich momentan auf einer fünfjährigen Mission, um einzigartige Informationen über die komplexe Atmosphäre des Jupiters zu liefern, indem Daten zu seinem Inneren erfasst werden. Mit sieben wissenschaftlichen Instrumenten an Bord hilft Juno den Wissenschaftlern, den Ursprung, die Struktur, die Atmosphäre und die Magnetosphäre des Planeten besser zu verstehen. Am 27. August dieses Jahres ist die Raumsonde Jupiter am nächsten. Das Ende der Mission ist für Februar 2018 geplant. Dann wird sie gezielt zum Absturz auf dem Jupiter gebracht. 

Raumsonde Juno mit Position der Sensoren

Die Raumsonde Juno hat Sensoren von TE an Bord: zwei am Ausleger montierte Magnetometer (siehe unten). Die Luftspaltmagnetometer (Fluxgate Magnetometers, FGM) vermessen das Magnetfeld des Jupiters und liefern ein dreidimensionales Bild der magnetischen Umgebung. Dies ist das erste Mal, dass bei einer Mission außerhalb der Erde das Magnetfeld eines Planeten mit einem aktiven Dynamo abgebildet wird.  

Die NTC-Thermistoren von TE werden zur Temperaturmessung eingesetzt und sind gemäß NASA-Spezifikation GSFC S-311-P-18 für erweiterte Raumfahrtanwendungen tauglich.  Diese kompakten Thermistoren weisen eine hohe Empfindlichkeit auf und eignen sich für Betriebstemperaturen von -55 °C bis 150 °C bei Abmessungen von 2,4 mm bis 2,8 mm. Die Thermistoren von TE messen die Temperatur der Juno-Magnetometer, um die Zuverlässigkeit der Messung und Datenerfassung zu bestätigen.  Die wichtigsten Attribute sind Weltraumtauglichkeit, dauerhafte Stabilität und eine strikte Toleranz von ±0,20 °C im Bereich von 0 °C bis 70 °C.

Die Thermistoren von TE messen die Temperatur der Juno-Magnetometer, um die Zuverlässigkeit der Messung und Datenerfassung bei hohen Temperaturen zu bestätigen.

Pioneer 10, die erste NASA-Raumsonde, die auf eine Jupiter-Mission geschickt wurde und Anfang der 1970er Jahre startete, enthielt ebenfalls Sensoren von TE. Seit über 40 Jahren liefert TE Thermistoren für Raumfahrtanwendungen an die NASA und viele andere Raumfahrtunternehmen. In den frühen 1970er Jahren erkundigte sich die NASA bei einem der früheren Sensorunternehmen von TE über die Möglichkeit, unsere kommerziellen Thermistoren der 4400 Serie für erweiterte Raumfahrtanwendungen zu qualifizieren. Aus dieser Zusammenarbeit ging schließlich die NASA-Spezifikation GSFC (Goddard Space Flight Center) S-311-P-18 hervor. TE Connectivity befindet sich weiterhin im NASA QPLD (Qualified Parts List Directory) für die S-311-P-18-Thermistoren.  

Mithilfe unserer Kernkompetenzen bei Sensoren mit hoher Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen bezüglich Temperatur, Hochfrequenzinterferenz, elektromagnetischer Interferenz (EMI), Vibration und Blitzeinschlägen können wir Konzepte für Luft- und Raumfahrtanwendungen in die Tat umsetzen, darunter Cockpit-Bedienelemente, Flugsteuerung, Fahrwerk und Bremsen, Kabinentechnik, Bordküche und Fracht, Turbinen, Raketenabschuss and Weltraumerkundungen. 

Für das Solar Impulse-Projekt wurden ultrastabile MEMS-Beschleunigungsmesser von TE eingesetzt, die sich ideal für statische und dynamische Anwendungen eignen. Der Beschleunigungsmesser umfasst eine integrierte Temperaturkompensation mit einem dynamischen Bereich von ±2 bis ±200 g. Das Modell 4610 beinhaltet ein gasgedämpftes MEMS-Element mit mechanischen Überlastanschlägen, die für einen Stoßschutz bis 5000 g sorgen. Der Beschleunigungsmesser weist einen Betriebstemperaturbereich von -55 °C bis +125 °C auf.  

TE ist ein führender globaler Anbieter für die fortschrittliche Entwicklung und Fertigung von Vibrationssensoren und Beschleunigungsmessern für Anwendungen in den Bereichen Flugzeug- und Autoentwicklung und -erprobung, Autosicherheitsprüfung, Maschinen- und Gebäudeüberwachung und Motorsport. Wir bieten für Ihre Anforderungen Beschleunigungsmesser mit DC- (statisch) wie auch mit AC-Ansprechen (dynamisch). MEMS-Silizium-Beschleunigungsmesser für Leiterplatten und piezoelektrische Beschleunigungsmesser von TE sind für die Integration in Vibrationsüberwachungssysteme ausgelegt.