Миссия LOXSAT: что известно об эксперименте по обращению с криогенным топливом в космосе

Аббревиатура LOXSAT расшифровывается как Liquid Oxygen Flight Demonstration Satellite, что в вольном переводе означает «спутник для демонстрации работы с жидким кислородом». Проект разработан NASA совместно с компанией Eta Space, созданной в 2019 году бывшими инженерами космического агентства. По заявлениям разработчиков, конечная цель миссии — создать технологическую базу для развертывания перспективных орбитальных топливохранилищ и баз дозаправки.

Идея орбитальной дозаправки не нова: автоматический перелив топлива успешно применяется на космических станциях еще с 1970-х годов, начиная с советских грузовых кораблей «Прогресс». Однако до сих пор речь шла только о высококипящих компонентах. Работа с криогенным топливом на орбите несопоставимо сложнее. В условиях невесомости низкокипящие жидкости мгновенно закипают от малейшего тепла, а из-за отсутствия гравитации они хаотично распределяются по объему бака, что делает их удержание, замер и перекачку между состыкованными аппаратами тяжелейшей инженерной задачей.

Базовые методы хранения криогенных компонентов на орбите были освоены еще на рубеже 1960–1970-х годов в американских программах Atlas-Centaur и Saturn V, а также в советских верхних ступенях семейства «Блок Д». Однако тогда речь шла о кратковременном удержании жидкостей в пределах одного аппарата. Главный вызов миссии LOXSAT — отработка долговременного хранения без выкипания и перекачки низкокипящего топлива между независимыми аппаратами.

Успешное освоение этой технологии кардинально повысит эффективность космонавтики. Космические аппараты смогут стартовать с Земли с неполными баками, что позволит существенно увеличить массу выводимой полезной нагрузки, а затем дозаправляться на низких орбитах. Кроме того, создание орбитальных баз дозаправки продлит срок службы действующих спутников и станет фундаментом для обеспечения будущих пилотируемых экспедиций к Луне, Марсу и в дальний космос.

Практическим шагом в этом направлении станет миссия LOXSAT, в ходе которой будет отрабатываться обращение с жидким кислородом — криогенным компонентом ракетного топлива, выполняющим роль окислителя. Если этот компонент искусственно не удерживать при температуре ниже −182,96 °C, он мгновенно испаряется. Именно поэтому для его сохранения и перекачки в невесомости требуются принципиально новые бортовые теплоизоляционные и криогенные системы.

Согласно официальному пресс-релизу, для решения этих задач на борту аппарата LOXSAT запланировано тестирование 11 различных технологических процессов. В ходе девятимесячной миссии инженеры намерены отработать методы снижения потерь на выкипание, поддержания заданного давления в баках, межбаковой перекачки в условиях микрогравитации, а также функционирование систем контроля выработки и учета остатка жидкого окислителя.

Экспериментальная установка LOXSAT создана компанией Eta Space в рамках программы NASA Tipping Point — инициативы по государственному софинансированию перспективных частных космических технологий. Специалисты Rocket Lab уже интегрировали эту нагрузку со своим служебным модулем Photon. Получившийся космический аппарат будет выведен на орбиту ракетой-носителем Electron. Стартовое окно для миссии открывается не ранее 17 июля 2026 года с Пускового комплекса № 1 на полуострове Махия в Новой Зеландии. Успешный исход эксперимента должен подтвердить готовность технологий, критически важных для лунной программы «Артемида» и будущих пилотируемых экспедиций к Марсу

Ранее мы рассказывали о том, как китайский стартап Sustain Space протестировал «слоновий хобот» для дозаправки спутника на орбите.

Фото Rocket Lab