Sensores con certificación internacional: Durante casi cinco décadas, TE Connectivity ha suministrado sensores de temperatura a la NASA y a la ESA, cumpliendo las estrictas normas GSFC (Goddard Space Flight Center) S-311-P-18 que exige la NASA, así como los requisitos de la ESA.

Rendimiento demostrado: Nuestros sensores se utilizaron en misiones espaciales históricas como la nave espacial Pioneer 10, que se lanzó en 1972 y la Juno a Júpiter de 2011, así como en muchas otras misiones exploratorias. Nuestra amplia experiencia y nuestro compromiso con la innovación confirman que nuestros sensores de temperatura satisfacen las rigurosas exigencias de las misiones espaciales, proporcionan un rendimiento cofiable y contribuyen al éxito de diversos proyectos aeroespaciales.

Los sensores de temperatura son componentes críticos en todo tipo de naves espaciales. Al controlar las temperaturas internas y externas, proporcionan datos esenciales para la confiabilidad, seguridad y eficiencia de la nave. Estos instrumentos desempeñan funciones clave como:

El manejo de las variaciones térmicas es tanto una aplicación crítica para los sensores de temperatura como un reto importante para su implementación. Las naves espaciales experimentan oscilaciones extremas de temperatura, de -270 °C a +250 °C, según el lado que esté de cara al sol. Estas temperaturas extremas pueden afectar a la funcionalidad y el rendimiento de muchos componentes en toda la nave, por lo que es importante manejar la temperatura para limitar la exposición de los sensores a ciclos térmicos extremos. Los ingenieros deben seleccionar sensores para tolerar los rangos de temperatura previstos en los sensores, teniendo en cuenta al mismo tiempo las fallas del equipo que pueden provocar desviaciones.

La aplicación de sensores de temperatura en las naves espaciales exige un examen minucioso de las condiciones térmicas específicas. Los modos de transmisión radiante y conductiva sustituyen a la convección como modo principal de transferencia de calor debido a la ausencia de atmósfera. Esto puede provocar temperaturas desiguales que afecten a la precisión del sensor. Por lo tanto, los ingenieros deben colocar los sensores estratégicamente para compensar y elegir los materiales de los sensores, el herraje de instalación y los métodos adecuados. El uso de un control térmico, como calentadores y refrigeradores, ayudará a mantener las mejores condiciones de funcionamiento.

La presencia de radiación de rayos gamma, protones e iones pesados puede provocar la degradación de los materiales utilizados en instrumentos y sensores, causando lecturas inexactas. Estos errores pueden comprometer el funcionamiento y la seguridad del satélite.

Para hacer frente a este reto, es importante especificar sensores de temperatura resistentes a la radiación e incluir materiales robustos como en el diseño del sensor. Asimismo, utilizar sensores redundantes y realizar una autocalibración periódica y considerar algoritmos para compensar los errores inducidos por la radiación.

Las naves espaciales sufren vibraciones e impactos que pueden afectar a los sensores de temperatura durante el lanzamiento, las maniobras de órbita y el reingreso. Los ciclos térmicos también pueden introducir tensiones en los sensores. Estas tensiones pueden afectar la precisión de los sensores de temperatura si no se especifican los materiales. Siempre que sea posible, es importante instalar los sensores discretos en una caja robusta o utilizar un ensamble de sonda completo para protegerlos de impactos y vibraciones y/o incluir técnicas de instalación flexibles. Utilizar algoritmos de calibración y compensación también puede contribuir a la precisión. Además, los sensores redundantes constituyen un respaldo para indicar problemas con las lecturas.

Las condiciones de vacío y las altas temperaturas pueden hacer que los materiales emitan compuestos volátiles que recubren las superficies. Con el tiempo, estos recubrimientos pueden afectar significativamente el funcionamiento de otros equipos de a bordo. Para evitar este problema, en toda la nave espacial deben utilizarse materiales diseñados para minimizar la desgasificación. Cuando no sea posible cambiar los materiales, se recomienda utilizar recubrimientos de calidad espacial para evitar este problema. Realizar un horneado térmico al vacío de los componentes y materiales antes de la instalación también ayuda a prevenir este problema.

Las naves espaciales tienen presupuestos de energía limitados debido al tamaño y eficiencia de sus paneles solares y a la capacidad de sus sistemas de baterías. Los sensores que requieren energía continua para funcionar pueden reducir la energía disponible para otros sistemas. Para reducir la demanda de energía, es recomendable utilizar sensores de bajo consumo, como termistores o RTD, siempre que sea posible. Implantar un manejo inteligente de la energía para priorizar la asignación. Optimizar el aislamiento para reducir los requisitos del manejo de la temperatura.

La selección de sensores de temperatura para vuelos espaciales requiere una cuidadosa consideración de los entornos térmicos extremos a los que se enfrentan las naves espaciales. Durante el lanzamiento, las temperaturas oscilan entre -40 °C y +250 °C. En la órbita terrestre baja (LEO), pueden variar entre -100 °C y +250 °C. Las temperaturas en el espacio profundo pueden descender hasta casi el cero absoluto (-270 °C) y la reentrada atmosférica puede exponer a las naves espaciales a más de 1,650 °C. En esta sección, se exploran los criterios para elegir termistores NTC y RTD de platino, con ejemplos de sus aplicaciones. Los proveedores de sensores pueden proporcionar información valiosa y acceso a sensores que han sido sometidos a pruebas rigurosas para condiciones específicas; no obstante, a continuación se ofrece información general sobre los criterios de selección.

La selección de sensores de temperatura para vuelos espaciales requiere una cuidadosa consideración de los entornos térmicos extremos a los que se enfrentan las naves espaciales. Durante el lanzamiento, las temperaturas oscilan entre -40 °C y +250 °C. En la órbita terrestre baja (LEO), pueden variar entre -100 °C y +250 °C. Las temperaturas en el espacio profundo pueden descender hasta casi el cero absoluto (-270 °C), mientras que el reingreso a la atmósfera puede exponer a las naves espaciales a más de 1,650 °C.

Esta sección explora los criterios para elegir termistores NTC y RTD de platino, con ejemplos de sus aplicaciones. Los proveedores de sensores pueden proporcionar información valiosa y acceso a sensores que han sido sometidos a pruebas rigurosas para condiciones específicas; no obstante, a continuación se ofrece información general sobre los criterios de selección.

Coloca los termistores lo más cerca posible de los componentes críticos que se monitorean para confirmar lecturas precisas de los paneles solares, baterías, componentes electrónicos y del sistema de propulsión. Utiliza adhesivos termoconductores (desgasificación mínima) o fijaciones mecánicas que puedan soportar las condiciones previstas, como impactos, vibraciones y fluctuaciones de temperatura. Asegurar un buen contacto térmico entre el termistor y la superficie a medir. Siempre que sea posible, utiliza grasa térmica compatible con el entorno (mínima emisión de gases) para mejorar la transferencia de calor por conducción. Protege los termistores de la radiación y las interferencias electromagnéticas (EMI) con materiales de blindaje o colocándolos en una caja con blindaje.

Para entornos de alta temperatura, utiliza los RTD que están específicamente diseñados para tolerar temperaturas extremas. Implementa puentes térmicos o aislamiento para reducir la exposición de las RTD a altas temperaturas y, al mismo tiempo, proporcionar mediciones precisas. La calibración periódica es crucial para evitar la desviación del sensor. Las rutinas de software de calibración automática deben considerarse para misiones de larga duración. Instala varios RTD en zonas críticas para proporcionar redundancia.

Elige un proveedor de sensores con trayectoria reconocida en el suministro de sensores para misiones espaciales. Para confirmar que los diseños de los sensores cumplen los requisitos espaciales antes de su integración, es fundamental realizar pruebas exhaustivas que incluyan ciclos térmicos, impactos, vibraciones, desgasificación y exposición a la radiación. Integra los datos de los sensores en el sistema del manejo de la temperatura de la nave espacial para seguimiento y control en tiempo real. Mantén una documentación detallada de la colocación de los sensores, los procedimientos de calibración y los resultados de las pruebas para la resolución de problemas y como referencia en futuras misiones.

Objetivo: Observación de la Tierra a largo plazo para monitorear el uso del suelo, la deforestación, la urbanización y las catástrofes naturales. Administrada por la NASA y el USGS, la serie Landsat proporciona datos continuos desde 1972.

Aplicaciones de termistores NTC en Landsat 8 (2013) y 9 (2021): Los termistores NTC están integrados en los sistemas de control térmico para monitorear y regular la temperatura de la cámara terrestre operativa (OLI) y el sensor infrarrojo térmico (TIRS). Ambos instrumentos requieren un manejo preciso de la temperatura para recopilar datos de alta calidad. Los ingenieros han diseñado estos termistores para que funcionen de forma confiable en condiciones espaciales adversas, como la exposición a la radiación, el vacío y las fluctuaciones extremas de temperatura.

Objetivo: Prestación de servicios de navegación mundial de alta precisión. Operado por la ESA, Galileo ofrece servicios precisos de posicionamiento y temporización para uso civil y comercial. Los primeros satélites de esta misión se lanzaron en 2005, con 30 satélites en la constelación actual.

Los termistores NTC integrados en los paneles solares de estos satélites protegen las células fotovoltaicas del sobrecalentamiento y proporcionan información para optimizar su rendimiento. Los RTD de platino son esenciales para mantener el control preciso de la temperatura necesario para el funcionamiento exacto del reloj atómico. Estos relojes proporcionan un posicionamiento global y un cronometraje de gran precisión.

Objetivo: Observación de fenómenos astronómicos y espacio lejano. Misión conjunta de la NASA y la ESA, el Hubble ha proporcionado datos pioneros sobre el universo desde 1990.

Una combinación de termistores NTC y galgas extensométricas, homologados por la NASA, monitorean el estado estructural del telescopio espacial Hubble. Estos sensores, que detectan los cambios bruscos de temperatura y la deformación de los materiales, colaboran en la rápida activación de medidas de mitigación para confirmar la integridad estructural del satélite. En las tres décadas transcurridas entre esta misión y el más reciente telescopio espacial James Webb, los monitores de la salud estructural experimentaron nuevos avances en los sensores de temperatura que mejoraron la sensibilidad y el alcance, así como la durabilidad y la confiabilidad.