우주선 내부에서 점퍼 재료가 기기를 오염시키는 가스를 방출합니까?
네, 우주선 내부 또는 초고진공(UHV) 환경에서 일반 광섬유 점퍼 케이블 재료는 정밀 기기를 심각하게 오염시키는 가스를 방출할 수 있습니다. 이 물리적 현상은 우주선 설계 및 진공 공학에서 **진공 가스 방출(Vacuum Outgassing)**이라고 합니다.
우주선 탑재체의 절대적인 안전과 장기적인 안정적인 작동을 보장하기 위해서는 광섬유 점퍼 케이블과 같은 기계 장비 재료의 진공 가스 방출률을 엄격하게 제한해야 합니다.
1. 광섬유 점퍼 케이블의 "진공 가스 방출"이란 무엇입니까?
진공 가스 방출은 고분자 유기 재료(예: 일반 광섬유 점퍼 케이블의 외피, 강화 코어, 광섬유 코팅 및 커넥터 접착제)가 우주 공간의 고진공 환경(또는 열 진공 순환)에서 내부의 흡착된 수분, 잔류 용매, 첨가제 및 미반응 저분자 단량체가 분자 간 인력을 극복하고 재료 표면에서 벗어나 진공 환경으로 기체 물질을 방출하는 과정을 말합니다.
1. 방출물의 주요 위험(분자 오염):
방출된 휘발성 가스는 확산되어 더 차가운 표면에 응축되어 마이크로미터 또는 나노미터 수준의 오염막을 형성합니다. 이는 다음과 같은 결과를 초래합니다.
- 광학 시스템 고장: 렌즈, 거울 또는 적외선 검출기 창에 응축된 분자막은 빛을 강하게 흡수하거나 산란시켜 광 투과율과 반사율을 급격히 저하시킵니다.
- 열 제어 코팅 고장: 우주선의 열 제어 재료의 태양 흡수율과 적외선 방출률을 변경하여 열 제어 불균형을 유발합니다.
- 태양 전지 효율 저하: 태양 전지판 표면을 덮어 광전 변환 효율을 감소시킵니다.
2. 국제 학술 평가 표준:
미국 항공 우주국(NASA) SP-R-0022A 및 미국 재료 시험 학회(ASTM) E595의 진공 가스 방출 표준에 따라, 탑승 우주선 및 정밀 우주 광학 기기에 사용되는 재료는 진공 열 중량 시험을 거쳐야 하며, 그 지표는 다음을 충족해야 합니다.
- 총 질량 손실(Total Mass Loss, TML): $\text{TML}
less 1.0%$ - 수집된 휘발성 응축물(Collected Volatile Condensable Material, CVCM): $\text{CVCM}
less 0.1%$
2. 일반 광섬유 점퍼 케이블은 왜 진공/우주선 내부에서 사용할 수 없습니까?
일반 상용 광섬유 점퍼 케이블, 예를 들어 OFSCN® Standard Fiber Patch Cord는 주로 일반 지상 환경(작동 온도 -20\ ^\circ\text{C} ~ 50\ ^\circ\text{C})을 위해 설계되었습니다.
- PVC 외피: 다량의 가소제와 휘발성 유기 화합물을 함유하고 있습니다. 진공 환경에서 PVC의 가스 방출은 매우 심각하며, \text{TML} 및 $\text{CVCM}$은 우주 표준을 훨씬 초과합니다.
- 아라미드(Kevlar) 강화 코어: 대기 중 수분 분자를 쉽게 흡착하며, 진공 상태에서 장시간 수증기(\text{H}_2\text{O})를 방출하여 공동의 진공도를 파괴합니다.
- 아크릴레이트(Acrylate) 광섬유 코팅: 고온 및 진공에서도 눈에 띄는 열화 및 가스 방출 현상이 발생합니다.
3. Dacheng Yongsheng (OFSCN®) 극저가스 방출 진공 광섬유 솔루션
고진공, 초고진공 및 우주 등급 기기의 무오염 요구 사항을 충족하기 위해 Dacheng Yongsheng (OFSCN®)은 금속 무봉 보호관, 무기 또는 저가스 방출 폴리이미드 코팅을 기반으로 하는 고급 특수 광섬유 점퍼 케이블 및 비파괴 밀봉 기술을 개발했습니다.
1. OFSCN® 300℃ Fiber Optic Patch Cord (우주 및 초고진공 등급)
- 핵심 구조: 0.9\text{mm} 스테인리스 스틸 무봉 강관을 보호 슬리브로 사용하여 PVC, 아라미드 등 고가스 방출 유기 외피를 완전히 제거했습니다. 내부는 고성능 폴리이미드(Polyimide)로 코팅된 광섬유를 사용합니다.
- 물리적 특성: 폴리이미드는 우수한 분자 열 안정성과 매우 낮은 진공 가스 방출률을 가지며, 우주 등급 $\text{TML}
less 1.0% 및 \text{CVCM}
less 0.1%$의 엄격한 표준을 충족합니다. - 온도 범위: -270\ ^\circ\text{C} ~ 300\ ^\circ\text{C}
- 제품 이미지:
2. OFSCN® 700℃ Fiber Optic Patch Cord (무가스 방출 한계 진공 등급)
- 핵심 구조: 스테인리스 스틸 무봉 강관과 스테인리스 스틸 커넥터를 사용하고, 내부는 순수 무기 **금 코팅 광섬유(Gold-coated Optical Fiber)**를 탑재했습니다.
- 물리적 특성: 점퍼 케이블 전체(극소량의 커넥터 세라믹 페룰 제외)가 순수 금속 구조이므로, 내부에 유기 고분자 물질이 전혀 포함되어 있지 않습니다. 이는 물리적 메커니즘상 유기 가스 방출 가능성을 근본적으로 차단하며, 물리적 의미에서 “무가스 방출” 광섬유 점퍼 케이블로서 극고진공 및 고저온 열 순환 환경에서 무오염 작동이 가능합니다.
- 온도 범위: -270\ ^\circ\text{C} ~ 700\ ^\circ\text{C}
- 제품 이미지:
3. 진공 신호의 비파괴 벽면 통과 전송: OFSCN® Fiber Optic Vacuum Sealed Flange
우주선 내부의 진공 밀폐 격실 또는 열 진공 시뮬레이션 챔버에서 광 신호를 외부로 인출해야 하는 경우, 저가스 방출 및 우수한 밀봉 성능을 가진 광섬유 플랜지 부품을 사용해야 합니다. 이 시리즈는 CF 및 KF 두 가지 시리즈를 포함합니다.
- 진공 밀봉 등급: 밀봉 누설률은 1 \times 10^{-5}\ \text{Pa} ~ 1 \times 10^{-7}\ \text{Pa} 이상입니다.
- 제품 이미지:
