Дозаправка на орбите рассматривается как одно из главных условий для осуществления длительных пилотируемых миссий, включая полеты на Луну и Марс. Крупные космические корабли расходуют значительную часть топлива при выведении на околоземную орбиту, и для дальнейших путешествий им необходима стыковка с кораблем-заправщиком. Новый спутник NASA призван проверить технологию хранения и перекачки криогенного топлива в космических условиях.
Демонстрационная миссия LOXSAT (жидкий кислородный спутник) запланирована на 2026 год. Аппарат будет выведен на низкую околоземную орбиту ракетой-носителем Rocket Lab Photon, которая, в свою очередь, будет запущена малой ракетой Electron. Согласно опубликованному графику NASA , запуск предварительно назначен не ранее 17 июля.
Спутник предназначен для отработки методов управления жидкостями в условиях микрогравитации, необходимых для работы с криогенным топливом. Такое топливо обладает высокой эффективностью, однако требует хранения при сверхнизких температурах, что создает сложности при его перекачке между аппаратами и длительном хранении на орбите.
В заявлении NASA отмечается, что LOXSAT продемонстрирует технологии, выбранные для решения основных проблем использования сверххолодных топлив в микрогравитации. В их числе — снижение испарения, перекачка топлива, поддержание давления в баке и измерение уровня топлива. В перспективе эти разработки могут позволить создавать «космические заправочные станции» для поддержки долгосрочных исследовательских миссий.
На данный момент ни одна компания или агентство еще не продемонстрировали дозаправку на орбите между двумя крупными космическими аппаратами. В частности, SpaceX пока не завершила отработку этой процедуры для Starship. Компания сталкивается с проблемой испарения криогенного топлива из-за колебаний температуры, что приводит к повышению давления и вынужденному сбросу газа.
Китай уже проводил эксперименты по дозаправке на орбите с использованием спутников Shijian 21 и Shijian 25, однако речь идет о технологическом взаимодействии на уровне отдельных космических аппаратов, а не между крупными пилотируемыми кораблями. Миссия рассчитана примерно на девять месяцев. За это время планируется протестировать 11 различных технологий управления криогенными жидкостями.
Оба лунных посадочных модуля, разрабатываемых в рамках контрактов HLS (Human Landing System) — Starship HLS от SpaceX и Mk1 от Blue Origin — используют криогенное топливо. Для высадки астронавтов в ходе миссии «Артемида IV», запланированной на 2028 год, необходимо будет продемонстрировать возможность дозаправки хотя бы одного из этих модулей на околоземной орбите. Программа «Артемида» предполагает создание постоянной базы на Луне как промежуточного этапа для освоения Солнечной системы.
Читайте также: «Япония испытала гиперзвуковой прямоточный двигатель».