NASA Testou Novo Dispositivo de Reabastecimento Para Futuras Missões de Reabastecimento no Espaço
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De acordo com a nota do portal, para a próxima geração de missões de exploração do espaço profundo da NASA, as espaçonaves poderão precisar ser reabastecidas na órbita da Terra antes de seguirem para regiões mais distantes do Sistema Solar. Assim como uma bomba de combustível precisa de um bico que se encaixe no tanque de um veículo, futuras espaçonaves poderão necessitar de um dispositivo especial para serem abastecidas antes da partida, conhecido como crioconector.
Os crioconectores permitirão que as espaçonaves se conectem a futuros depósitos orbitais de propelente, que funcionarão como postos de combustível no espaço. Essa tecnologia apresenta o desafio de transferir, de forma confiável, fluidos criogênicos — ou seja, extremamente frios — sem perda de propelente nem de desempenho. Propelentes criogênicos, como hidrogênio líquido e oxigênio líquido, devem permanecer resfriados a centenas de graus abaixo de zero Fahrenheit, impondo rigorosas exigências aos materiais, vedações e mecanismos responsáveis por sua transferência.
"O reabastecimento criogênico em órbita entre duas espaçonaves ainda não foi realizado e continua sendo um dos maiores desafios de engenharia da astronáutica", afirmou Travis Belcher, gerente do projeto de crioconectores no Centro de Voos Espaciais Marshall da NASA, em Huntsville, Alabama. "Essas transferências de propelente são essenciais para os tipos de missões que a NASA pretende realizar no futuro. Por isso, desenvolver um conector capaz de lidar com propelentes ultrafrios é um passo fundamental para tornar essa capacidade uma realidade."
Conectores utilizados em solo, como os empregados para abastecer o SLS (Space Launch System) nas Missões Artemis, não são uma opção para transferências orbitais de propelente. Esses conectores são liberados rapidamente durante o lançamento de um foguete e precisam ser reconectados manualmente para o voo seguinte. Além disso, eles não foram projetados para operar no ambiente hostil do espaço e são muito maiores do que os que seriam utilizados para reabastecer o tanque de combustível de uma espaçonave em órbita.
Para enfrentar esses desafios, a NASA testou um crioconector desenvolvido pela L3Harris.
"Os crioconectores nos quais estamos trabalhando podem ser acoplados e desacoplados diversas vezes e são totalmente automatizados, de modo que os astronautas não precisarão realizar uma caminhada espacial para transferir propelente", explicou Belcher. "Eles são cuidadosamente projetados para suportar o ambiente espacial e dimensionados de acordo com os projetos previstos dos tanques."
Uma equipe conjunta da NASA e da L3Harris realizou recentemente dois tipos de testes no Centro Marshall da NASA. Para garantir que o crioconector seja capaz de suportar as temperaturas extremamente baixas às quais será exposto, os engenheiros fizeram passar nitrogênio líquido a -321 graus Fahrenheit por diversas configurações de acoplamento e desacoplamento, observando como o conector reage à contração térmica, ao fluxo do fluido e às grandes diferenças de temperatura entre o propelente e os materiais.
A equipe também submeteu o crioconector a testes operacionais para determinar seus limites de desempenho. Nessa configuração, uma das metades do conector foi montada sobre uma mesa robótica capaz de se mover e girar em qualquer direção, permitindo simular um acoplamento desalinhado com a outra metade, que permaneceu fixa acima da mesa. O crioconector foi projetado para acomodar certo grau de desalinhamento, caso a espaçonave e o depósito orbital não estejam perfeitamente alinhados durante a operação de acoplamento.
"Esses crioconectores ainda estão em um estágio muito inicial de desenvolvimento, por isso os testes estão focados principalmente em sua funcionalidade básica", disse Belcher. "As futuras campanhas de testes irão adaptá-los para missões específicas e avaliá-los de forma muito mais detalhada com base nos requisitos de cada missão."
Os testes do crioconector foram realizados como parte de um Announcement of Collaboration Opportunity (Anúncio de Oportunidade de Colaboração) de 2022, uma parceria na qual centros da NASA fornecem a empresas selecionadas acesso gratuito a conhecimentos técnicos, instalações, equipamentos e softwares.
O projeto do Portfólio de Gerenciamento de Fluidos Criogênicos (Cryogenic Fluid Management Portfolio), uma equipe integrada da NASA sediada no Centro Marshall e no Centro de Pesquisas Glenn da NASA, em Cleveland, supervisiona o desenvolvimento dos crioconectores.
Crédito: NASA/Tyson Eason
Engenheiros do Centro de Voos Espaciais Marshall da NASA, em Huntsville, Alabama, e da L3Harris realizam testes operacionais em um crioconector (cryocoupler) em desenvolvimento, uma tecnologia vital para futuras missões de reabastecimento de espaçonaves em órbita.
Brazilian Space
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