NASA und L3Harris prüfen Cryocoupler für künftige Weltraum‑Betankung

Erfolgreiche Testphase

Ein gemeinsames Team von NASA und L3Harris hat in den Einrichtungen des Marshall Space Flight Centers in Huntsville, Alabama, operative Tests an einem entwickelten Cryocoupler durchgeführt. Ziel war es, die Funktionsfähigkeit des Geräts unter extrem kalten Bedingungen zu prüfen, die für zukünftige In‑Orbit‑Betankungen erforderlich sind.

Bedeutung für die Raumfahrt

Für die nächste Generation von Missionen zur tiefen Raumfahrt könnte es nötig werden, Raumfahrzeuge in einer Erdumlaufbahn nachzutanken, bevor sie weiter ins Sonnensystem vordringen. Ein Cryocoupler würde dabei als Anschlussstück zwischen einem orbitalen Treibstoffdepot und dem Raumfahrzeug fungieren – vergleichbar mit einer Zapfpistole an einer Tankstelle.

Technische Herausforderungen

Cryocoupler müssen kryogene, also stark gekühlte Flüssigkeiten wie flüssigen Wasserstoff oder flüssigen Sauerstoff transportieren, die Temperaturen von mehreren hundert Grad unter Null Fahrenheit erreichen. Das stellt hohe Anforderungen an Materialien, Dichtungen und Mechanismen, die thermische Kontraktion und Druckunterschiede aushalten müssen.

Thermische Belastungstests

Im Rahmen der Tests wurde flüssiger Stickstoff mit einer Temperatur von minus 321 °F durch verschiedene Anschluss‑ und Trennkonfigurationen geleitet. Dabei wurden die Reaktion des Couplers auf thermische Kontraktion, Strömungsänderungen und erhebliche Temperaturdifferenzen zwischen Propellant und Bauteilen beobachtet.

Simulation von Fehlanpassungen

Ein weiteres Testsetup bestand aus einer robotisch beweglichen Tischplattform, an der ein Coupler‑Halbteil befestigt war. Der andere Halbteil blieb stationär, sodass das System Fehlstellungen beim Andocken simulieren konnte. Der Cryocoupler ist so ausgelegt, dass er gewisse Fehlanpassungen toleriert, falls ein Raumfahrzeug und ein Depot nicht exakt ausgerichtet sind.

Aussagen des Projektleiters

Travis Belcher, Projektleiter für Cryocoupler am Marshall Space Flight Center, betonte, dass die getesteten Geräte mehrfach an- und abgekoppelt werden können und vollständig automatisiert arbeiten, sodass Astronauten keinen Außenbordeinsatz durchführen müssen. Er wies darauf hin, dass die aktuelle Entwicklungsphase sich auf grundlegende Funktionsfähigkeit konzentriere und zukünftige Testkampagnen missionsspezifische Anforderungen adressieren werden.

Kooperationsrahmen

Die Tests wurden im Rahmen einer 2022 veröffentlichten Zusammenarbeit zwischen NASA und Industriepartnern durchgeführt, bei der NASA‑Einrichtungen Unternehmen kostenfrei mit Fachwissen, Einrichtungen und Hardware unterstützen. Das Cryogenic Fluid Management Portfolio, ein bereichsübergreifendes Team von NASA Marshall und dem Glenn Research Center, überwacht die Weiterentwicklung des Cryocouplers.Dieser Bericht basiert auf Informationen von NASA, lizenziert unter Public Domain (U.S. Government Work).