Konstrukcja systemu tankowania musi uwzględniać specyfikę danego rodzaju paliwa i warunków, w których realizowana będzie operacja. W przypadku tankowania w przestrzeni kosmicznej jest to podwójnie utrudnione, ze względu na ekstremalne warunki zewnętrzne i kriogeniczny charakter paliwa. Rozwijany przez NASA system tankowania na orbicie określony jest mianem sprzęgu kriogenicznego (ang. cryocoupler). Jak przekonuje Travis Belcher, kierownik projektu kriogenicznego sprzęgania w Marshall Space Flight Center, opracowanie w pełni funkcjonalnego i niezawodnego rozwiązania tego typu, stanowi jedno z największych wyzwań konstrukcyjnych dla przemysłu kosmicznego. Doświadczenia z naziemnego napełniania kriogenicznych zbiorników rakiet na paliwo ciekłe są zupełnie inne – tego typu instalacje są przystosowane do manualnego podłączenia i szybkiego odłączenia przez startem rakiety. W przypadku tankowania orbitalnego, system musi być całkowicie zautomatyzowany i umożliwiać precyzyjne i powtarzalne, całkowicie szczelne sprzęgnięcie obu zbiorników – napełniającego z napełnianym.
Niedawno w Marshall Space Flight Center przeprowadzono testy wstępnej konfiguracji sprzęgu kriogenicznego. Próby prowadzono z wykorzystaniem ciekłego azotu w temperaturze -196 °C, badając reakcje systemu na skurcz temperaturowy, przepływ kriogenicznego medium i różnice temperatury między cieczą a materiałami konstrukcyjnymi.
Podstawową funkcjonalność połączenia i limity wytrzymałości sprzęgu zbadano poprzez zamontowanie jednego z łączonych elementów systemu na manipulatorze równoległym PKM (parallel kinematic machine). Konstrukcja sprzęgu musi uwzględniać pewien margines bezpieczeństwa, związany z przemieszczaniem się elementów przy dokowaniu. Dalszy rozwój programu ma być nakierunkowany pod kątem wymagań konkretnych misji. Kolejne testy będą więc realizowane według bardziej realistycznego scenariusza.
nasa.gov
