NASA kommer att lägga grunden för förlängning av rymdfarkosternas livslängd och långvarig rymdutforskning med den kommande lanseringen av Robotic Refueling Mission 3 (RRM3), ett uppdrag som kommer att banbryta tekniker för att lagra och fylla på kryogent rymdfarkostbränsle.

Den tredje fasen av en pågående teknikdemonstration, RRM3 kommer att ansluta till den internationella rymdstationen och bygga på två tidigare uppdrag – RRM och RRM2. Dessa två första faser övade robotuppgifterna att ta bort lock och ventiler på rymdfarkoster, som leder till handlingen att fylla på bränsle, men stannade vid kryogen vätskeöverföring.

Kryogen vätska kan fungera som ett mycket potent bränsle. Som ett drivmedel, den ger en hög dragkraft eller acceleration, låter raketer undkomma gravitationskraften hos planetkroppar. Som kylvätska, det håller rymdfarkoster i drift och kan förlänga deras livslängd med år.

Förutom dessa användningsområden, förmågan att återförse kryogent bränsle i rymden skulle kunna minimera mängden bränsle som rymdfarkoster krävs för att transportera från jordens yta, gör det möjligt att resa längre ut i rymden under längre tidsperioder.

Flytande syre är en annan typ av kryogen vätska, används för livsuppehållande system för astronauter. Att ha förmågan att effektivt lagra och fylla på denna typ av syre kan underlätta astronauternas förmåga att ge sig ut på långvariga mänskliga utforskningsuppdrag och leva på andra planeter.

"Varje gång vi får förlänga vår vistelse i rymden är värdefulla för upptäckter, " sa Beth Adams Fogle, RRM3 uppdragschef i NASA:s programkontor för Technology Demonstration Missions vid Marshall Spaceflight Center i Huntsville, Alabama. "RRM3:s förmåga att överföra och lagra kryogen vätska kan förändra våra nuvarande bränslebegränsningar för mänsklig utforskning."

En annan möjlighet är att bryta vatten på månen för att separera det i dess individuella element, väte och syre - som båda kan omvandlas till kryogena drivmedel. RRM3-teknik kommer att etablera metoder för att överföra och lagra dessa resurser för att tanka rymdfarkoster på utforskningsuppdrag, lägga grunden för vad som en dag kan bli månbensinstationer.

bortom månen, koldioxid i Mars atmosfär har också potential att omvandlas till flytande metan, en kryogen vätska. RRM3-tekniker kan sedan användas för att tanka avgångsraketer från Mars.

Lika användbara som kryogener är, deras extremt låga kokpunkt gör det svårt att förvara dem i rymden, eftersom de kokar av med tiden. RRM3 kommer inte bara att överföra kryogen vätska, men lagra 42 liter kryogen utan vätskeförlust i sex månader – tillräckligt för att underhålla rymdfarkostinstrument i flera år.

"Varje gång du försöker något för första gången, det finns ett inslag av risk, sa Jill McGuire, projektledare för RRM3. "Vi hoppas att vår teknikdemonstration hjälper till att minska risken för tankning i rymden för framtida utforsknings- och vetenskapsuppdrag."

NASA-ingenjörer byggde på lärdomar från RRM och RRM2 för att designa nästa generations hårdvara. Under RRM3 uppdragsoperationer, rymdstationens Dextre robotarm kommer att utföra uppgifter med hjälp av en svit av tre primära verktyg.

Uppgiftssekvensen börjar med multifunktionsverktyget 2, som använder mindre specialiserade verktyg för att förbereda för vätskeöverföringen. Nästa, Kryogenserviceverktyget använder en slang för att ansluta tanken fylld med flytande metan till den tomma tanken. För att övervaka processen, Visual Inspection Poseable Invertebrate Robot 2 (VIPIR2) använder en toppmodern robotkamera för att säkerställa att verktygen är korrekt placerade.

"Vi lär oss genom att göra, sa Ben Reed, biträdande chef för Satellite Servicing Project Division vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Att banbryta ny teknik är svårt, men när vi får det rätt är vinsterna stora."