NASA zal de basis leggen voor verlenging van de levensduur van ruimtevaartuigen en langdurige verkenning van de ruimte met de aanstaande lancering van Robotic Refueling Mission 3 (RRM3), een missie die technieken voor de opslag en het bijvullen van cryogene ruimtevaartuig brandstof pionieren.

De derde fase van een voortdurende technologiedemonstratie, RRM3 zal zich hechten aan het internationale ruimtestation en voortbouwen op twee eerdere missies:RRM en RRM2. Deze eerste twee fasen oefenden de robottaken uit van het verwijderen van doppen en kleppen op ruimtevaartuigen, in de aanloop naar het bijvullen van brandstof, maar stopte bij de overdracht van cryogene vloeistof.

Cryogene vloeistof kan dienen als een zeer krachtige brandstof. Als drijfgas, het produceert een hoge stuwkracht of versnelling, waardoor raketten aan de zwaartekracht van planetaire lichamen te ontsnappen. Als koelvloeistof, het houdt ruimtevaartuigen operationeel en kan hun levensduur met jaren verlengen.

Naast deze toepassingen, de mogelijkheid om cryogene brandstof in de ruimte te bevoorraden, zou de hoeveelheid brandstof die ruimtevaartuigen vanaf het aardoppervlak moeten vervoeren, kunnen minimaliseren, waardoor het mogelijk wordt om voor langere tijd verder de ruimte in te reizen.

Vloeibare zuurstof is een ander type cryogene vloeistof, gebruikt voor levensondersteunende systemen voor astronauten. Het vermogen om dit type zuurstof efficiënt op te slaan en aan te vullen, zou het vermogen van astronauten kunnen vergemakkelijken om aan langdurige menselijke verkenningsmissies te beginnen en op andere planeten te leven.

"Elke keer dat we ons verblijf in de ruimte kunnen verlengen, is het waardevol voor ontdekking, " zei Beth Adams Fogle, RRM3-missiemanager in het programmabureau Technology Demonstration Missions van NASA in het Marshall Spaceflight Center in Huntsville, Alabama. "Het vermogen van RRM3 om cryogene vloeistof over te brengen en op te slaan, zou onze huidige brandstofbeperkingen voor menselijke verkenning kunnen veranderen."

Een andere mogelijkheid is het ontginnen van water op de maan om het te scheiden in zijn afzonderlijke elementen, waterstof en zuurstof, die beide kunnen worden omgezet in cryogene drijfgassen. RRM3-technologieën zullen methoden vaststellen voor het overdragen en opslaan van deze hulpbronnen om ruimtevaartuigen bij verkenningsmissies bij te tanken, de basis leggen voor wat ooit maantankstations zouden kunnen zijn.

Voorbij de maan, kooldioxide in de atmosfeer van Mars heeft ook het potentieel worden omgezet in vloeibare methaan, een cryogene vloeistof. RRM3-technieken zouden dan kunnen worden toegepast om vertrekraketten van Mars bij te tanken.

Hoe nuttig cryogenen ook zijn, hun extreem lage kookpunten maken het moeilijk om ze in de ruimte te bewaren, omdat ze na verloop van tijd verdampen. RRM3 zal niet alleen cryogene vloeistof overdragen, maar slaan 42 liter cryogeen zonder verlies van vocht gedurende zes maanden-genoeg om ruimtevaartuig instrumenten te behouden voor de komende jaren.

"Elke keer dat je iets voor de eerste keer probeert, er is een risico-element, " zei Jill McGuire, projectmanager voor RRM3. "We hopen dat onze demonstratie van de technologie helpt rijden langs het risico van het tanken in de ruimte voor toekomstige exploratie en wetenschappelijke missies."

NASA ingenieurs gebouwd op de lessen die uit SRM en RRM2 de volgende generatie hardware te ontwerpen. Tijdens RRM3-missieoperaties, de Dextre-robotarm van het ruimtestation zal taken uitvoeren met behulp van een reeks van drie primaire gereedschappen.

De takenreeks begint met het multifunctionele gereedschap 2, die kleinere gespecialiseerde gereedschappen bedient om zich voor te bereiden op de vloeistofoverdracht. Volgende, de cryogene onderhoudstool gebruikt een slang om de tank gevuld met vloeibaar methaan aan te sluiten op de lege tank. Om het proces te bewaken, de Visuele Inspectie Poseable Invertebrate Robot 2 (VIPIR2) maakt gebruik van een ultramoderne robotcamera om ervoor te zorgen dat gereedschappen correct worden geplaatst.

“We leren door te doen, " zei Ben Reed, adjunct-directeur van de Satellite Service Project Division bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Baanbrekende nieuwe technologieën zijn moeilijk, maar als we het goed doen, zijn de uitbetalingen groot."