¿Cómo se hace la conexión a tierra en una nave espacial?

Answer 1

Es extremadamente importante proporcionar conexión a tierra eléctrica de la electrónica dentro de una nave espacial. El entorno espacial puede dar como resultado un alto voltaje potencial y arcos destructivos.

La conexión a tierra se logra esencialmente utilizando las tiras conductoras actuales para llevar dos o más áreas a la misma diferencia de potencial.

Dependiendo del tamaño y el uso de energía de un satélite / nave espacial, se selecciona un esquema. Las dos categorías de esquemas son SPG (Single Point Ground) y MPG (Multi-Point Ground). Algunos vehículos usan una combinación de los dos.

Con SPG, se selecciona una sola referencia de 0 voltios y se utiliza un arnés para conectar varios puntos a ese punto de referencia. Este sistema funciona mejor con satélites más pequeños.

Los satélites más grandes usan el esquema MPG. Esa configuración tiene uno o más planos que se utilizan como planos de referencia para el voltaje. Esto permite un arnés menos masivo y complicado.

Para un vehículo tan grande como la ISS, se vuelve más complejo e importante. Gran parte de la estructura de la ISS es un material dieléctrico. Tendrá el voltaje del espacio circundante, esencialmente 0 voltios. Pero los paneles solares conducen 160 voltios. El resultado es una diferencia de potencial de 140 voltios en todo el vehículo que podría ser un peligro para los miembros de la tripulación y también producir el riesgo de arcos peligrosos. Aquí hay una foto de una matriz solar que experimentó tales arcos.

La ISS tiene una pieza de hardware llamada PCU (unidad de contactor de plasma). La PCU utiliza un conjunto de cátodo hueco para crear un puente de plasma de baja impedancia para controlar el potencial de la nave espacial con respecto al potencial de plasma espacial local. Aquí hay una foto de la PCU. Se encuentra en la Z1-Truss.

Answer 2

Poner a tierra simplemente significa lograr una diferencia potencial de cero. Si está en una nave espacial, conectar todos sus dispositivos electrónicos a un sumidero ayudará a lograr un voltaje común como tierra. En una nave espacial o una nave espacial, esto se hace mediante la vinculación de todos los componentes electrónicos a la unidad central de la nave espacial / nave espacial.

Answer 3

El concepto de conexión a tierra en el que el sistema eléctrico / electrónico está conectado a tierra solo se usa en sistemas estáticos en tierra. La referencia del terreno aquí es el potencial cero absoluto.

Donde, como en el caso de sistemas móviles como aviones, automóviles, naves espaciales, etc., se utiliza un terreno de referencia. En automóviles, se utiliza la carrocería del vehículo y tendrá el mismo potencial con respecto a la batería negativa. Esta referencia siempre se toma como cero.

Esta conexión a tierra se aplica principalmente a un sistema multipunto para igualar todos los potenciales del punto de referencia sin ninguna diferencia. Por lo tanto, el diseño del arnés de cableado tendrá conexiones a tierra multipunto.

El sistema de puesta a tierra también se basará en el tamaño de su sistema a tierra. Cuando hay múltiples áreas metálicas en su sistema, como en el caso de un satélite, se pueden utilizar bandas de conexión para igualar el potencial.