~ Les connecteurs de qualité spatiale sont au cœur des petits satellites ~

Les petits satellites ont transformé les capacités d’observation depuis l’espace, en rendant les missions plus agiles, économiques et précises. Leur taille varie entre celle d’un réfrigérateur et d’une boîte à chaussure, et ils collectent des données en temps réel sur l’élévation du niveau des mers, les phénomènes météo extrêmes et les bouleversements écologiques, afin d’aider les États et les organisations à prendre des décisions plus intelligentes, plus rapidement. Le bon fonctionnement de ces systèmes avancés dépend toutefois de composants essentiels : les connecteurs de qualité spatiale. Dans cet article, Joseph Horsky, responsable produit pour l’Amérique du Nord chez PEI-Genesis, une entreprise spécialisée dans la fabrication de connecteurs de qualité spatiale, explore le rôle essentiel des connecteurs pour assurer la connectivité des petits satellites.

Il n’existe pas de définition reconnue de façon universelle des petits satellites, mais leur classification dépend essentiellement de leur masse et de leur taille. Ils pèsent généralement entre 100 et 500 kg, et sont placés en orbite basse pour des applications de télécommunications et de météorologie. Les microsatellites quant à eux pèsent moins de 100 kg et sont idéaux pour la recherche scientifique, tandis que les nanosatellites, qui ne font que 10 kg servent aux expériences éducatives et aux réseaux de détection à distance, tels que LANet.

La plus petite catégorie, les femtosatellites, s’appuie sur les nanotechnologies avancées pour créer un satellite ultra-miniaturisé pesant moins de 100 grammes. Les principales missions de ces satellites incluent l’exploration d’astéroïdes, la capture d’images, les essais de technologies novatrices et les expériences biologiques.

Le nombre de lancement de satellites continue d’augmenter, avec 2 304 lancements au niveau mondial en 2023, et devrait atteindre 11 631 d’ici 2030.Toutefois, quelle que soit la taille des satellites ou leur mission, leurs performances et leur longévité dépendent essentiellement du choix des solutions de connexion.

Connecteurs essentiels à la mission

L’espace est un environnement difficile pour les composants électroniques, quels qu’ils soient. Les phénomènes de dégazage, les rayons ultraviolets, le vide ou le manque d’oxygène, ainsi que les conditions difficiles propres à l’orbite basse terrestre imposent une sélection soigneuse des connecteurs. Ces derniers doivent être légers et compacts. Leur taille et leur poids doivent également être optimisés.

L’un des principaux défis des missions spatiales est le dégazage, un phénomène lié à la perte de gaz de certains matériaux dans le vide de l’espace. Cela risque d’endommager gravement certains équipements, de brouiller les lentilles des appareils optiques et de contaminer les capteurs. Les matériaux, comme certains plastiques et adhésifs, voire les revêtements, sont particulièrement sujets aux dégazages, ce qui explique pourquoi les connecteurs de qualité spatiale utilisent souvent des métaux spécialement traités, tels que les alliages d’aluminium et des contacts plaqués or.

Les isolants en polytétrafluoroéthylène (PTFE) et à base de céramique sont également très demandés, en raison de leurs propriétés peu soumises au dégazage. Ces matériaux protègent les systèmes critiques des satellites et en assurent la fonctionnalité à long terme.

Les fluctuations de température ont également un impact important. Dans l’espace, les satellites peuvent passer d’une chaleur infernale à un froid intense en quelques minutes. Les connecteurs de qualité spatiale sont fabriqués avec des matériaux tels que le cuivre au béryllium et les alliages de nickel, qui préservent leurs performances et leur intégrité structurelle malgré les cycles de températures extrêmes.

Puis il y a les vibrations. La phase de lancement soumet les satellites à des contraintes mécaniques intenses, avec des forces puissantes risquant de faire tomber ou d’endommager les composants mal fixés. Au cours du lancement, les vibrations peuvent dépasser 7,5 g RMS (valeur moyenne quadratique en fréquence de l’accélération), ce qui est largement suffisant pour déplacer le matériel mal conçu. Les connecteurs haute qualité disposent de renforts mécaniques de verrouillage, de contacts à conception flexibles et de boîtiers robustes en titane ou acier inoxydable. Ces différentes caractéristiques permettent d’assurer le bon fonctionnement des connecteurs et la transmission continue des données.

Blindage contre les interférences

Une fois en orbite, les satellites sont confrontés à un autre défi : les interférences électromagnétiques (IEM) et les interférences de radiofréquence (RFI). L’espace est soumis aux radiations et au bruit environnemental, ce qui risque de perturber les systèmes électroniques, de corrompre les données ou de brouiller les communications.

Les connecteurs de qualité spatiale disposent d’un blindage avancé pour bloquer ces interférences, afin de s’assurer que les signaux du satellite restent clairs et précis. Pour un suivi précis des phénomènes climatiques et des désastres naturels, lorsque chaque élément de données est important pour les prises de décision, ce niveau de fiabilité est incontournable.

Alors que la demande en composants de qualité spatiale continue d’augmenter, des entreprises telles que PEI-Genesis contribuent au progrès des technologies d’interconnexion. Les connecteurs de qualité spatiale, notamment MIL-DTL-38999, D-Subminiature, Micro-Miniature et push-pull sont conçus pour supporter les conditions extrêmes propres à l’espace. Ces composants sont essentiels pour accompagner des systèmes tels que le contrôle de propulsion des lanceurs, les communications et l’imagerie par satellite, la navigation des rovers et autres sous-systèmes critiques.

En complément des connecteurs haute fiabilité, PEI-Genesis propose également des services de dégazage, afin de simplifier les processus et de réduire les délais et les coûts des projets spatiaux.

Repousser les frontières

Alors que la technologie des petits satellites continue d’évoluer, la demande en connecteurs de plus en plus sophistiqués et résilients augmente. Les innovations en miniaturisation, science des matériaux et blindage permettent de développer des connecteurs de nouvelle génération, plus compacts, plus légers et plus puissants que jamais.

De plus, l’intégration du traitement à la périphérie des réseaux et de l’IA dans la conception des petits satellites accélère leur évolution, ce qui permet de réaliser des opérations plus autonomes et l’analyse de données en temps réel en orbite.

Alors que les lancements de satellites se multiplient et que leurs missions sont de plus en plus complexes, l’évolution de la technologie des connecteurs joue un rôle central et façonne l’avenir des technologies d’observation et d’exploration.

Pour en savoir plus sur les solutions de connexion offertes par PEI-Genesis voir www.peigenesis.com.

Source: peigenesis