Budoucí výzkumné sondy agentury NASA určené pro hlubší vesmír budou možná potřebovat doplnit pohonné látky na oběžné dráze, než se vydají hlouběji do Sluneční soustavy. Podobně jako klasická benzinová pumpa potřebuje tankovací pistoli, která pasuje do Vaší nádrže, budou budoucí sondy vyžadovat speciální zařízení, aby bylo možné naplnit jejich nádrže před odletem. Tomuto zařízení se anglicky říká cryocoupler, přičemž přímý český ekvivalent neexistuje. Mohli bychom mu však říkat kryospojka či kroygenní spojka.
Kryospojky by umožnily sondám připojit se k budoucím orbitálním zásobníkům pohonných látek, které by fungovaly jako kosmické benzinky. Tato technologie je spojena s výzvou, jak spolehlivě zajistit přesun kryogenních, tedy superchladných kapalin beze ztráty pohonného média či účinnosti. Kryogenní pohonné látky, jako je třeba kapalný vodík, nebo kapalný kyslík, musí být ochlazeny velmi hluboko pod nulou, což klade přísné nároky na materiály, těsnění a mechanismy, které s nimi pracují.
„Doplňování kryogenních pohonných látek na oběžné dráze mezi dvěma družicemi se zatím nedělalo a zůstává jednou z nejnáročnějších inženýrských výzev v kosmonautice,“ přiznává Travis Belcher, projektový manažer kryogenní spojky z Marshallova střediska v alabamském Huntsville a dodává: „Tyto přesuny pohonných látek jsou nezbytné pro typy misí, které chce NASA v budoucnu realizovat, takže vývoj spojky, která si poradí s ultrachladnými pohonnými látkami, je kriticky důležitým krokem k realizaci těchto schopností.“
Na Zemi používané spojky, třeba ty, které se používají k plnění rakety SLS pro mise Artemis, nejsou pro orbitální přečerpávání pohonných látek prakticky využitelnou možností. Tyto spojky se při startu rakety rychle uvolňují a před dalším startem musí být manuálně připojeny zpět. Kromě toho nejsou navrženy pro provoz v drsném kosmickém prostředí a jsou mnohem větší než ty, které potřebujeme pro natankování nádrže sondy na oběžné dráze.
K vyřešení těchto výzev NASA otestovala kryospojku vyvinutou firmou L3Harris. „Kryospojky, na kterých pracujeme, se mohou opakovaně připojovat a odpojovat, přičemž jsou plně automatizované. Astronauti díky tomu nebudou muset provádět výstupy do volného kosmického prostoru, aby provedli tankování,“ zmínil Belcher a dodal: „Pečlivě se testuje, aby tyto systémy odolaly kosmickému prostředí a jejich velikost odpovídala očekávanému designu nádrží.“ Společný tým expertů z NASA a L3Harris nedávno provedl na Marshallově středisku dva typy testů. Aby ověřili, že kroygenní spojka zvládne extrémně chladné teploty, kterým bude vystavena, nechali přes ni protékat kapalný dusík o teplotě -160 °C v několika spojených i rozpojených konfiguracích a sledovali, jak spojka zareaguje na teplenou roztažnost, průtok a výrazné teplotní rozdíly mezi pohonným médiem a materiály.
Tým také provedl provozní zkoušky kryospojky, aby určil její provozní limity. V tomto případě byla jedna polovina spojky připojena k robotickému stolu, který se mohl pohybovat a otáčet ve všech směrech, což mu umožňovalo nasimulovat nesprávné zarovnání s druhou polovinou, která byla nehybná nad stolem. Kryogenní spojka je navržena tak, aby si poradila s určitou mírou nepřesného zarovnání v případě, že družice a zásobník nejsou vůči sobě ideálně srovnané. „Kryospojky jsou ve velmi časné fázi vývoje, takže se zkoušky z většiny zaměřují na základní fungování,“ vysvětlil Belcher a dodal: „Budoucí testovací kampaně doladí jejich design pro specifické mise a zhodnotí je mnohem podrobněji na základě požadavků dané mise.“ Zkoušky Kryogenních spojek probíhá v rámci spolupráce oznámené v roce 2022 (Announcement of Collaboration Opportunity). V tomto partnerství střediska NASA bezplatně poskytují vybraným firmám své expertní zkušenosti, zařízení, hardware a software. Na vývoj kryospojky dohlíží meziagenturní tým Cryogenic Fluid Management, který sídlí na Marshallově a Glennově středisku v Clevelandu.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2026/06/cryocoupler-testing.png
