对于NASA下一代深空探测任务，航天器可能需要在地球轨道加油，然后再深入太阳系。未来的航天器可能需要一种特殊设备来进行加油，称为低温耦合器。低温耦合器将允许航天器连接到未来的轨道推进剂库，这些库将作为太空中的加油站。该技术面临着在不损失推进剂或性能的情况下可靠地转移低温流体的挑战。低温推进剂如液氢和液氧必须保持在零下数百华氏度的低温，给移动它们的材料、密封件和机制带来了严格的要求。NASA马歇尔航天飞行中心的低温耦合器项目经理特拉维斯·贝尔彻表示：“两个航天器之间的轨道低温加油尚未实现，仍然是航空航天中的一大工程挑战。这些推进剂转移对于NASA未来想要进行的任务至关重要，因此开发能够处理超冷推进剂的耦合器是实现这一能力的关键步骤。” 在阿尔忒弥斯任务的空间发射系统（SLS）中使用的地面耦合器并不适用于轨道推进剂转移。这些耦合器在火箭发射时迅速释放，并且必须手动重新连接以便下次飞行。它们也并未设计成能够在太空的恶劣环境中使用，体积远大于用来为轨道航天器的燃料箱充油的设备。为应对这些挑战，NASA测试了由L3哈里斯公司开发的低温耦合器。贝尔彻表示：“我们正在研究的低温耦合器可以多次连接和断开，并且是全自动的，因此宇航员不用进行太空行走就可以转移推进剂。它们经过严格设计，能够承受太空环境，并且大小适合预期的油箱设计。” 最近，NASA和L3哈里斯的联合团队在NASA马歇尔中心进行两种类型的测试。为了确保低温耦合器能够承受将要暴露的极低温，他们在多个连接和断开配置中运行了零下321华氏度的液氮，观察耦合器如何应对热收缩、流动和推进剂与材料之间的显著温差。团队还对低温耦合器进行了操作性能测试，以确定其性能极限。在这个测试中，一个耦合器的半部件安装在一个可以移动和旋转的机器人桌子上，模拟与保持静止在桌子上方的另一半对接时的不对齐情况。低温耦合器设计时考虑了一些不对齐的情况，以便在航天器和资源库对接时不完全对齐时使用。贝尔彻表示：“这些低温耦合器仍处于开发初期，因此测试主要集中在基本功能上。未来的测试活动将根据特定任务的要求更仔细地设计它们。” 低温耦合器的测试是2022年合作机会公告的一部分，这是一种合作关系，NASA中心向选定的公司提供专业知识、设施、硬件和软件，费用全免。低温流体管理组合项目是由位于NASA马歇尔和克利夫兰的NASA格伦研究中心的跨机构团队负责监督低温耦合器的开发。想要了解更多关于低温流体管理的信息，请访问：https://go.nasa.gov/CFM