国際的に認定されたセンサ: TE は 50 年近くにわたり、NASA および ESA によって規定された厳格な GSFC (ゴダード宇宙飛行センター) S-311-P-18 規格に適合する温度センサを NASA と ESA に供給しています。

実証済みの性能: 当社のセンサは、1972 年に打ち上げられたパイオニア 10 号や 2011 年の木星探査機ジュノーなどの歴史的な宇宙ミッションをはじめ、数多くの探査ミッションに採用されています。当社の豊富な経験とイノベーションへの専心的な取り組みから生み出された温度センサは、宇宙ミッションの厳しい要求を満たし、信頼性の高い性能を発揮して、さまざまなエアロスペース プロジェクトを成功に導いています。

温度センサは、あらゆる種類の宇宙船に欠かせない部品です。内部温度と外部温度を監視することで、宇宙船の信頼性、安全性、効率に不可欠なデータを提供します。これらのデバイスは、以下のような重要な役割を果たします。

温度変動の管理は、温度センサの重要な役割の 1 つですが、実装上の大きな課題でもあります。宇宙船の温度は、どの側が太陽に面しているかによって -270°C から +250°C まで大幅に変化します。このような極端な温度は、船体の多くの部品の機能や性能に影響を与える可能性があるため、熱管理を実装してセンサが極端な熱サイクルにさらされないようにすることが重要です。設計者は、動作の逸脱につながる機器の故障を考慮しながら、想定される温度範囲に耐えられるよう設計されたセンサを選択する必要があります。

宇宙船で温度センサを使用する際は、その独特な熱条件について慎重に検討する必要があります。大気が存在しないことから、主な熱伝達モードは対流ではなく放射と伝導です。そのため、温度が不均一になり、センサの精度に影響を与える可能性があります。したがって、不均一な温度を補償するために戦略的にセンサを配置し、適切なセンサ材料、取り付けハードウェア、取り付け方法を選択する必要があります。ヒーターやクーラーなどの能動的な熱制御を使用することで、最適な動作条件を維持できます。

ガンマ線、プロトン、重イオン放射線の存在下では、機器やセンサに使用されている材料が劣化し、測定値が不正確になる場合があります。このような誤差が生じると、衛星の運用と安全性が損なわれる可能性があります。

この課題に対処するには、耐放射線性を備えた温度センサを使用し、センサの設計に堅牢な材料を採用します。また、センサを冗長化して定期的に自動校正を行い、放射線による誤差を補償するアルゴリズムを実装することを検討します。

宇宙船の打ち上げ時、軌道操作中、再突入時に生じる振動や衝撃は、温度センサに影響を与える可能性があります。熱サイクルによってセンサに応力がかかることもあります。適切な材料が指定されていなければ、この応力によって温度センサの精度がドリフトする可能性があります。可能であれば、衝撃や振動から保護するために堅牢な筐体に収容されたディスクリート センサを取り付ける、または完全なプローブ アセンブリを使用するか、柔軟性のある取り付け技術を採用します。校正および補償アルゴリズムを導入することも、精度問題の解決に役立ちます。また、センサを冗長化しておくと、測定値の問題を検出するための補助的な対策となります。

真空状態と高温が原因で材料から揮発性化合物が放出され、それが表面に堆積する場合があります。時間が経つにつれて、この堆積が他のオンボード機器の動作に大きな影響を与える可能性があります。この問題を防ぐには、ガス放出を最小限に抑えるよう設計された材料を宇宙船全体で使用する必要があります。材料の変更が不可能な場合は、宇宙グレードのコーティングを施すことでこの問題を予防できます。また、取り付け前に部品と材料に対して高温真空ベークアウトを実施することも、この問題の防止に役立ちます。

宇宙船は、ソーラー パネルのサイズと効率、およびバッテリー システムの容量の理由から、電力バジェットが限られています。常時電力を必要とするセンサは、他のシステムで使用可能な電力を減少させる可能性があります。電力需要を減らすには、可能な限りサーミスタや RTD のような消費電力の低いセンサを利用します。スマートな電力管理を実装して、配電の優先順位を付けます。断熱材を最適化することで、能動的熱管理の要件を緩和できます。

宇宙飛行用の温度センサを選択する際は、宇宙船が遭遇する極端な温度環境を慎重に考慮する必要があります。打ち上げ時の温度範囲は -40°C ～ +250°C にわたります。低軌道 (LEO) では、-100°C から +250°C の間で温度が変化します。深宇宙では絶対零度 (-270°C) 近くまで下がり、大気圏再突入時には 1,650°C を超える高温にさらされます。このセクションでは、NTC サーミスタおよびプラチナ RTD を選択するための基準とそれぞれの応用例を示します。特定の条件下で厳しい試験が実施されているセンサについての有益な情報やそのようなセンサへのアクセスについては、経験豊富なセンサ サプライヤにお問い合わせください。以下に示すのは、選択基準に関する一般的な情報です。

宇宙飛行用の温度センサを選択する際は、宇宙船が遭遇する極端な温度環境を慎重に考慮する必要があります。打ち上げ時の温度範囲は -40°C ～ +250°C にわたります。低軌道 (LEO) では、-100°C から +250°C の間で温度が変化します。深宇宙では絶対零度 (-270°C) 近くまで下がり、大気圏再突入時には 1,650°C を超える高温にさらされます。

このセクションでは、NTC サーミスタおよびプラチナ RTD を選択するための基準とそれぞれの応用例を示します。特定の条件下で厳しい試験が実施されているセンサについての有益な情報やそのようなセンサへのアクセスについては、経験豊富なセンサ サプライヤにお問い合わせください。以下に示すのは、選択基準に関する一般的な情報です。

ソーラー アレイ、バッテリー、電子機器、推進システム コンポーネントの温度を正確に測定するため、監視対象の部品のできるだけ近くにサーミスタを配置します。取り付けには、衝撃、振動、温度変動などの想定される条件に耐えられる熱伝導性接着剤 (できるだけガスを放出しないもの) または機械的固定具を使用します。サーミスタと測定面を良好に熱接触させます。可能であれば、環境に適したサーマル グリース (できるだけガスを放出しないもの) を使用して伝導性熱伝達を向上させます。サーミスタを放射線や電磁干渉 (EMI) から保護するため、シールド材を使用するか、シールドされた筐体内にサーミスタを配置します。

高温環境では、極端な温度に耐えるよう特別に設計された RTD を使用します。サーマル ブリッジまたは断熱材を実装することで、RTD が高温にさらされるリスクを軽減し、より正確な測定値を得ることができます。センサのドリフトを防ぐため、定期的な校正が不可欠です。ミッションが長期にわたる場合は、自動校正ソフトウェア ルーチンの導入を検討します。重要なエリアには、複数の RTD を配置して冗長性を確保します。

宇宙ミッション用センサの供給実績があるセンサ プロバイダをお選びください。センサを組み込む前にその設計が宇宙での使用に適しているかどうかを確認するため、熱サイクル、衝撃、振動、ガス放出、放射線曝露などの徹底的な試験を必ず実施する必要があります。監視と制御をリアルタイムに行えるように、センサ データを宇宙船の熱管理システムに統合します。センサの配置、校正手順、試験結果を記載した詳細な文書を保管しておき、トラブルシューティングが必要なときや将来のミッションの参考情報として役立てます。

目的: 土地利用、森林伐採、都市化、自然災害を監視するための長期的な地球観測。NASA と USGS によって管理されている Landsat シリーズは、1972 年から継続的にデータを提供しています。

Landsat 8 号 (2013 年) および 9 号 (2021 年) における NTC サーミスタの利用: NTC サーミスタは、オペレーショナル ランド イメージャ (OLI) と熱赤外線センサ (TIRS) の温度を監視および調節するために熱制御システムに組み込まれています。どちらの機器も、高品質なデータを収集するには精密な温度管理が必要です。これらのサーミスタは、放射線、真空、極端な温度変動にさらされる過酷な宇宙環境下でも高い信頼性で動作するよう設計されました。

目的: 高精度な全地球航法サービスの提供。ESA が運用する Galileo は、民間および商用利用のために正確な測位とタイミング サービスを提供しています。このミッションの最初の衛星は 2005 年に打ち上げられ、現在のコンステレーションは 30 機の衛星で構成されています。

これらの衛星のソーラー アレイには NTC サーミスタが組み込まれており、太陽光電池の過熱を防ぎながら、性能最適化のためのフィードバックも提供しています。プラチナ RTD は、原子時計を正確に動作させるために必要な精密な温度制御を維持するために不可欠です。これらの原子時計は、高精度な全地球測位とタイミングを提供します。

目的: 天文現象や深宇宙の観測。NASA と ESA の共同ミッションであるハッブル宇宙望遠鏡は、1990 年から宇宙に関する画期的なデータを提供しています。

ハッブル宇宙望遠鏡では、NASA 認定の NTC サーミスタとひずみゲージを組み合わせてその構造的健全性が監視されています。急速な温度変化と材料の変形を検知するこれらのセンサは、互いに連携して緩和措置を迅速に作動させ、衛星の構造的完全性を維持します。このミッションから新しいジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡までの 30 年間に、構造的健全性モニタの温度センサは進歩を遂げ、感度とレンジ、および耐久性と信頼性が向上しました。