太空级连接器通常是军用级设计的衍生产品。与普通的商用连接器相比，太空级连接器的种类要少得多。然而，商用现货(COTS)和COTS+连接器越来越多地用于对成本敏感的任务，如立方体卫星。
本常见问题首先介绍空间中独特的操作条件以及这些条件如何影响连接器要求;它介绍了一些用于提高连接的可靠性和效率的技术，简要回顾了太空级连接器的常见类型，并以EIA-364的概述结束，电气连接器/插座测试程序包括环境分类，用于太空级连接器。
几乎是真空
外太空的压力非常低，通常被称为真空，实际压力为1.322 × 10−11Pa;非常低，但不是完美的真空。空气的缺乏带来了几个问题。它会影响连接器的最大额定电压。如果超过额定闪络电压，相邻导体之间就会发生闪络。连接器闪络电压需要在真空或高海拔地区指定，以适合在太空中使用。
更大的担忧是脱气，有时被称为脱气。它是溶解、捕获或吸收在材料中的气体的释放。放气将污染物引入周围区域，并可能影响其他设备的操作，如传感器、光学器件或其他敏感仪器。这并不特定于连接器，但连接器可能是主要来源。
与军用级组件相比，这是一个空间级连接器面临更严格要求的领域。MIL-DTL-38999连接器可以包含非金属材料，如橡胶，塑料，粘合剂和灌封化合物，这些材料可以在真空或高温条件下(也可以在太空中发现)产生脱气。ASTM E595用于评估用于太空的组件的放气性能;大多数军用级部件都不需要。空间级密封连接器设计用于防止放气。由于最大限度地减少任何可能的放气的重要性，用于航天器的密封连接器有各种配置(图1)．
辐射——热辐射和宇宙辐射
在没有大气的直射阳光下，热辐射的作用增加。在阳光直射的情况下，卫星的温度可以上升到120°C或更高，而在远离太阳的一面，温度可以下降到-100°C。根据卫星的大小和设计，热循环可能会带来重大挑战。空间级连接器具有扩展的工作温度规范。它们通常进行热浸泡测试，也称为高温、长期或温度寿命测试，以及热循环测试。
在高海拔地区和太空中，宇宙辐射是一个令人担忧的问题。它可能不会直接影响连接器的性能，但会导致系统运行出现问题。解决方案是在电缆、连接器和电路板上增加屏蔽，以减轻宇宙辐射带来的问题。
进入轨道是有压力的
为了在轨道上发挥作用，连接器需要经受住发射的严酷考验。发射进入轨道是一个高加速度、高振动和通常压力大的事件。连接器和连接必须存活下来，这样卫星系统才能按计划运行。有时，指定锁定或闭锁连接器。这可能是一把双刃剑。一方面，它可以帮助确保连接器在发射期间存活。但是，另一方面，每一克的重量从表面移动到轨道上都是昂贵的，增加锁定或闩锁机制会增加重量和成本。
因此，必须充分规定连接器所需的机械坚固性，但不能过度规定。载人和非载人任务是不同的。立方体卫星的故障成本很高，但与载人航天飞行器生命支持系统的故障相比，成本相对较低。
失败是一种选择
如今，发射一颗小型立方体卫星的成本可能远远高于立方体卫星本身的成本。这些小型卫星并不是一次性的，但它们的建造是为了节省成本，并且尽可能使用COTS或COTS+组件，包括连接器。早期的卫星设计过程不是以成本为中心，而是侧重于最大限度地提高卫星可靠性和减少故障的可能性。以价值为中心的设计方法越来越多地被用于小型近地轨道卫星。拥有一个小型冗余卫星星座，以减少单个卫星故障的影响，而不是不计成本地最大限度地提高单个卫星的可靠性，这可能更具成本效益。
更高价值和更长距离的任务，比如向火星发射探测器，可以证明成本更高的连接器解决方案是合理的。这很讽刺，但对于非载人任务来说更是如此。在一些载人任务中，比如国际空间站(ISS)，修复是可能的。在这些情况下，需要考虑每个系统相对于生命支持的重要性，并相应地选择连接器和其他组件。
例如，Bartolomeo模块最近被添加到国际空间站，遇到了连接器问题(图2)。Bartolomeo是第一个附加到国际空间站的商业模块。它由空中客车公司运营，可以容纳为微重力设计的小型科学实验。在一次太空行走中，宇航员试图将四条Bartolomeo电缆连接到哥伦布号的主模块上，但未能完全锁定连接器。根据美国宇航局的说法:然后机组人员进行了配对，用电线将四条电缆中的两条绑在了适当的位置，并在其他电缆上安装了保护帽。通过固定配置，连接检查成功。由于时间限制，宇航员不得不进行第二次太空行走来连接剩余的电缆。
连接器触点和效率
连接器效率在所有应用中都很重要，但在受到高水平冲击、振动和机械应力影响的系统中更为重要，这可能会损害互连系统的可靠性。触点是决定连接器效率的关键因素。低而稳定的接触电阻很重要，在高振动环境中保持接触电阻是具有挑战性的。在空间级连接器的设计中考虑了几个因素，以确保高度稳定的连接。
采用高导电性合金。触点应使用国际退火铜标准(IACS)定义的电导率接近100%的材料制造(表1)。不建议使用黄铜或铍铜等材料，因为它们的电导率较低。而且，某些类型的金属是禁止用于航天器的。根据NASA eeinstet -002关于零件选择、筛选、鉴定和降额的说明，镉、锌、化学涂层镉、锌或银不能用作连接器或接触表面处理。NASA还建议在连接器外壳和触点上使用钝化不锈钢、化学镀镍或镀金。
最大限度地提高电接触面积．具有较大电接触面积的连接器提供更一致的电气性能，并且更耐冲击和振动。
使触点之间的力最大化．弹簧或弹簧触点结构可以帮助保持触点之间牢固一致的连接，最大化有效表面积并产生更高的电流密度。
有哪些连接器可用?
考虑到以上所有的考虑和挑战，适合在太空中使用的连接器类型通常仅限于以下几种(更多类型的COTS和COTS+连接器可用):
- 矩形机架和面板(A型)
- 圆形，电源(C型)
- D-超小型矩形(D型)
- 密封式(H型)
- 微型矩形(M型)
- 矩形印刷电路(P型)
- 同轴(RF型)
空间连接器有更高的标准
一系列军事，NASA和其他标准管理空间级连接器。其中最通用和最重要的是EIA-364电气连接器/插座测试程序，包括电子元件工业协会的环境分类，该标准定义了太空级连接器的特定测试要求(表2)。EIA-364是一个广泛而全面的标准。它涵盖了一系列的环境条件，从受控的室内环境到更恶劣的环境，包括外层空间。
表2:这些是所有连接器类型所需的基本测试。某些连接器类型或应用程序类需要上面没有描述的额外测试。(表:节奏）
总结
航天连接器通常是由军用连接器演变而来的。但情况并非总是如此，COTS和COTS+连接器也被用于越来越多的轨道平台。对空间级连接器的性能期望通常很高，但并没有那么高，以防止所有可能的故障来源。在一些载人任务和某些非生命支持系统中，连接器可以修复或更换，并且可以使用以价值为中心的设计方法。与商用或军用额定连接器相比，实际空间额定连接器的范围有限，并且要达到空间额定，连接器必须经过EIA-364和其他标准的测试。
参考文献
空间应用电源连接器的效率、空气电子
EIA-364修订版G, 2021年7月
欧空局在空客Bartolomeo平台上预定了两次有效载荷任务，欧洲航天局
影响空间互连的因素、TE连接
如何选择适合空间的连接器, Harwin
国际空间站每日总结报告- 2021年1月27日,美国宇航局
航天级连接器的要求是什么?,临时
什么样的密封连接器在太空中使用?，密封密封
了下:连接器技巧
