Rifornimento in orbita con Cryocoupler

Per spingersi sempre più lontano nel Sistema Solare, le future missioni della Nasa potrebbero dover fermarsi a fare rifornimento, ma in orbita. L’agenzia spaziale statunitense sta infatti sviluppando una tecnologia chiave per il futuro dell’esplorazione spaziale: il cryocoupler, un particolare sistema di aggancio progettato per trasferire propellenti criogenici tra due veicoli spaziali. Proprio come una pompa di benzina richiede un ugello compatibile con il serbatoio di un’auto, il cryocoupler sarà il ‘bocchettone’ che consentirà alle navette di collegarsi a depositi orbitanti, vere e proprie stazioni di servizio nello spazio.

Trasferire propellente nello spazio, però, non è affatto semplice. Combustibili come l’idrogeno liquido e l’ossigeno liquido devono essere mantenuti a temperature estremamente basse, inferiori ai -196 °C e nessuna perdita è ammessa. Per questo motivo materiali, guarnizioni e meccanismi devono funzionare in condizioni estreme, garantendo la massima affidabilità.

Il cryocoupler potrebbe quindi rappresentare la soluzione a una delle sfide ingegneristiche più difficili del volo spaziale. Per verificarne il funzionamento, la Nasa ha testato un prototipo sviluppato dall’azienda L3Harris. Le prove hanno simulato le condizioni che il dispositivo dovrà affrontare nello spazio: i ricercatori hanno fatto circolare azoto liquido a -196 °C attraverso il sistema in diverse configurazioni di aggancio e sgancio, così da valutarne il comportamento rispetto alla contrazione termica, al flusso del fluido e alle notevoli differenze di temperatura tra il propellente e i materiali.

Un secondo ciclo di test ha riguardato invece la fase di attracco. Grazie a una piattaforma robotizzata, gli ingegneri hanno simulato il collegamento tra due veicoli non perfettamente allineati, una situazione che potrebbe verificarsi durante un rifornimento in orbita. Il cryocoupler è progettato per compensare piccoli errori di allineamento, consentendo comunque il trasferimento del propellente. E potrà inoltre essere collegato e scollegato più volte funzionando in modo automatico, senza richiedere attività extraveicolari da parte degli astronauti.

I test rappresentano ancora una fase iniziale dello sviluppo, ma se il rifornimento in orbita diventerà realtà, i veicoli spaziali potranno partire con serbatoi più leggeri, ‘fare il pieno’ nello spazio e affrontare viaggi molto più lunghi.

In apertura: test su un cryocoupler in fase di sviluppo, una tecnologia fondamentale per il futuro rifornimento in orbita dei veicoli spaziali. Crediti: Nasa/Tyson Eason.