Добавить новость
smi24.net
News in English
Январь
2024

Brr, It’s Cold in Here! NASA’s Cryo Efforts Beyond the Atmosphere

0

5 min read

Preparations for Next Moonwalk Simulations Underway (and Underwater)

A 2019 image of the SHIIVER tank sitting inside the In-Space Propulsion Facility’s vacuum chamber at NASA’s Neil Armstrong Test Facility in Sandusky, Ohio. The tank was part of a Cryogenic Fluid Management project effort to test the tank at extreme temperatures and ensure the new technologies kept the propellants inside cold and in a liquid state.
Credit: NASA

Establishing sustained operations at the Moon and Mars presents a multitude of opportunities and challenges NASA has yet to encounter. Many of these activities require new technologies and processes to ensure the agency is prepared for its ambitious Artemis missions and those beyond.

One of those challenges is working with cryogenic fluids, meaning fluids existing in a liquid state between minus 238 degrees Fahrenheit and absolute zero (minus 460 F). These fluids – liquid hydrogen (the most difficult to work with), methane, and oxygen – are vital to spacecraft propulsion and life support systems. The fluids may also be produced in the future on the lunar and Martian surfaces via in-situ resource utilization (ISRU).

Human exploration in deep space requires storing large amounts of cryogenic fluids for weeks, months, or longer, as well as transferring between spacecraft or fuel depots in orbit and on the surface. Each aspect is challenging, and, to date, large amounts of cryogenic fluids have only been stored for hours in space. Engineers working in NASA’s Cryogenic Fluid Management (CFM) portfolio – led by Technology Demonstration Missions within the Space Technology Mission Directorate and managed at the agency’s Glenn Research Center in Cleveland and Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama – are solving those issues ahead of future missions.

“This is a task neither NASA, nor our partners, have ever done before,” said Lauren Ameen, deputy CFM Portfolio manager. “Our future mission concepts rely on massive amounts of cryogenic fluids, and we have to figure out how to efficiently use them over long durations, which requires a series of new technologies far exceeding today’s capabilities.”

Cryogenic Challenges

For a cryogenic fluid to be useable, it must remain in a frigid, liquid state. However, the physics of space travel – moving in and out of sunlight and long stays in low gravity – make keeping those fluids in a liquid state and knowing how much is in the tank complicated.  

The heat sources in space ­– like the Sun and the spacecraft’s exhaust – create a hot environment inside and around storage tanks causing evaporation or “boiloff.” When fluid evaporates, it can no longer efficiently fuel a rocket engine. It also increases the risk of leakage or, even worse, a tank rupture.

Being unsure of how much gas is left in the tank isn’t how our explorers want to fly to Mars. Low gravity is challenging because the fuel wants to float around – also known as “slosh” – which makes accurately gauging the amount of liquid and transferring it very difficult.

“Previous missions using cryogenic propellants were in space for only a few days due to boiloff or venting losses,” Ameen noted. “Those spacecraft used thrust and other maneuvers to apply force to settle propellant tanks and enable fuel transfers. During Artemis, spacecraft will dwell in low gravity for much longer and need to transfer liquid hydrogen in space for the first time, so we must mitigate boiloff and find innovative ways to transfer and measure cryogenic propellants.”

So, What’s NASA Doing?

NASA’s CFM portfolio encompasses 24 development activities and investments to reduce boiloff, improve gauging, and advance fluid transfer techniques for in-space propulsion, landers, and ISRU. There are four near-term efforts taking place on the ground, in near-Earth orbit, and soon on the lunar surface.  

Flight Demos

In 2020, NASA awarded four CFM-focused Tipping Point contracts to American industry – Eta Space, Lockheed Martin, SpaceX, and United Launch Alliance – to assist in developing and demonstrating CFM technologies in space. Each company is scheduled to launch its respective demonstration in either 2024 or 2025, performing multiple tests using liquid hydrogen to validate technologies and processes.

Radio Frequency Mass Gauge

To improve gauging, NASA has developed Radio Frequency Mass Gauges (RFMG) to allow for more accurate fluid measurement in low-gravity or low-thrust conditions. Engineers do this by measuring the electromagnetic spectrum, or radio waves, within a spacecraft’s tank throughout the mission, comparing them to fluid simulations to accurately gauge remaining fuel.

The RFMG has been proven in ground tests, sub-orbital parabolic flight, and on the International Space Station, and it will soon be tested on the Moon during an upcoming Commercial Lunar Payload Services flight with Intuitive Machines. Once demonstrated in the lunar environment, NASA will continue to develop and scale the technology to enable improved spacecraft and lander operations.

Cryocoolers

Cryocoolers act like heat exchangers for large propellant tanks to mitigate boiloff when combined with innovative tank insulation systems. With industry partners, like Creare, NASA has begun testing high-capacity cryocooler systems that pump the “working” fluid through a network of tubes installed on the tank to keep it cool. NASA plans to increase tank size and capabilities to meet mission requirements before conducting future flight demonstrations.

CryoFill

NASA is also developing a liquefaction system to turn gaseous oxygen into liquid oxygen on the surface of the Moon or Mars to refuel landers using propellant produced in situ. This approach uses various methods to cool oxygen down to critical temperature (at least minus 297 degrees Fahrenheit), where it condenses, turning from a gas to a liquid. Initial development and testing have proven NASA can do this efficiently, and the team continues to scale the technology to relevant tank sizes and quantities for future operations.

Ultimately, NASA efforts to develop and test CFM systems that are energy-, mass-, and cost-efficient are critical to the success of the agency’s ambitious missions to the Moon, Mars, and beyond. 








Трамвай «Славянка» получил первые тяговые подстанции

Карточка Артиста. Карточка артиста яндекс. Карточка артиста яндекс музыка.

Юбилейный фестиваль «Лица улиц» пройдёт в Екатеринбурге

Героическое участие армян в СВО. Часть шестнадцатая


Trump’s threatened 40% tariff on ‘transshipped’ goods tries to target China and its manufacturing strength

Report: AC Milan’s Christian Pulisic set to team up with $87 million Manchester United star

OpenAI launches GPT-5, its most powerful AI yet—will it be enough to stay ahead in today’s ruthless AI race? 

Cameroon star has said yes to Man Utd transfer but Red Devils face hurdle


Время посидеть и помечтать....

Героическое участие армян в СВО. Часть шестнадцатая

К партнерской программе GreenDatа присоединились 25 российских вузов

Специалисты Нацпроектстроя – в фотовыставке ко Дню Строителя


Mafia: The Old Country получила положительные оценки в Steam

Раскрой потенциал Мистера Террифика из DC Worlds Collide с этим гайдом

DeepMind CEO makes big brain claims, saying AGI could be here within 'five to 10 years' and cause humanity to experience widespread change that's '10 times bigger than the Industrial Revolution, and maybe 10 times faster'

Обзор на мобильную версию A Game About Digging A Hole



Генерал МО Галимуллин получил условный срок за растрату и служебный подлог

Будут ли магнитные бури сегодня, 10 августа 2025 года?

ЦСКА разгромил «Рубин» 5:1 и продлил беспроигрышную серию до 18 матчей

Роднина: «Жить люблю и хочу в Москве. Вы меня перепутали с другим поколением, которое всегда ищет, где лучше»


ДТП на Ходынском бульваре: двое погибших, один госпитализирован

При участии спецназа Росгвардии в Москве задержаны 300 нарушителей миграционного законодательства (видео)

Актриса Полторак впервые стала бабушкой

Стало известно, как выглядит любимая квартира Татьяны Булановой


Московский суд: генерал Минобороны получил 2,5 года условно за растрату

Что есть в поезде, чтобы не раздражать своих попутчиков - запомните раз и навсегда

Внезапные признания главного помощника Тутберидзе — он мог отказаться от Этери: «Финансово было не очень выгодно»

Без знаний не останутся: дети звёзд поступили в самые престижные вузы Москвы


Кудерметова без проблем вышла во второй круг турнира в Цинциннати

Кудерметова победила Ламенс и прошла во второй круг турнира WTA 1000 в США

Винус Уильямс выбыла из борьбы в начале турнира в Цинциннати

Александрова снизилась в рейтинге в борьбе за титул WTA


День физкультурника отметили спортивными шествиями по всей стране

Внезапные признания главного помощника Тутберидзе — он мог отказаться от Этери: «Финансово было не очень выгодно»

Что есть в поезде, чтобы не раздражать своих попутчиков - запомните раз и навсегда

Akon в Москве: полная арена и феерия хитов на главном концерте года


Музыкальные новости

Певица SABRIANA : "Пересесть с машины на метро стало для меня символом внутренней свободы"

Олег Митяев выступит на новом фестивале «Бардовская волна»

Где купить билеты на концерт Башмета на Советской площади

Анастасия Волочкова назвала свои ноги священными после инцидента в авиарейсе


Роднина: «Жить люблю и хочу в Москве. Вы меня перепутали с другим поколением, которое всегда ищет, где лучше»

Генерал МО Галимуллин получил условный срок за растрату и служебный подлог

ЦСКА разгромил "Рубин" 5:1: дубль Глебова и блеск Мусаева!

Будут ли магнитные бури сегодня, 10 августа 2025 года?


Резервный борт с пассажирами вернувшегося в Шереметьево самолета вылетел в Пензу

Росгвардейцы задержали мужчину, открывшего стрельбу в Подмосковье

LG ПРЕДСТАВИТ ПЕРЕДОВЫЕ AI-ИННОВАЦИИ ДЛЯ ДОМА НА ВЫСТАВКЕ IFA 2025

Анастасия Волочкова назвала свои ноги священными после инцидента в авиарейсе


На МКАД на видео попало, как "Газель" на скорости врезалась в столб

Трагическая авария на Ходынском бульваре: погибли двое, один госпитализирован

Штрафы за ночной шум от авто вырастут в 10 раз — до 5 тысяч рублей

В Госдуме предложили повысить штрафы за шумные автомобили


Ситуация катастрофическая. Вот зачем Трамп запросил встречу с Путиным: Хазин

Эксперт поделился прогнозами относительно результатов встречи Путина и Трампа

Эксперт отметил, что встреча Путина и Трампа во время саммита пройдет по ином сценарию, чем раньше

Кремль и Белый дом анонсируют встречу Путина и Трампа на Аляске 15 августа




Министерство здравоохранения сообщает о здоровье раненых в результате взрыва в Стерлитамаке

Будут ли магнитные бури сегодня, 10 августа 2025 года?

Московские росгвардейцы пришли на помощь медикам, задержав агрессивную пациентку

Предложено сделать День физкультурника официальным праздничным днём


Раскрыто, что ждет Киев после утреннего "нет" Зеленского

В Киеве заявили о тайном приказе Зеленского перед Аляской

Раскрыто, что ждет Киев после утреннего «нет» Зеленского

NYT: своими заявлениями Зеленский может разозлить Трампа и навлечь на себя


Роднина: «Жить люблю и хочу в Москве. Вы меня перепутали с другим поколением, которое всегда ищет, где лучше»

День физкультурника отметили спортивными шествиями по всей стране

Спортсмены Росгвардии стали призерами чемпионата России по легкой атлетике

ЦСКА разгромил "Рубин" 5:1: дубль Глебова и блеск Мусаева!


Лукашенко объяснил изменения в проведении военных учений

Глядя из Минска // Александр Лукашенко рассказал журналу Time о своем посредническом призвании


Собянин рассказал о третьем с утра сбитом беспилотнике, летевшем к Москве

Собянин рассказал о московских НКО, помогающих участникам СВО и их семьям

Собянин сообщил об уничтожении второго беспилотника над Москвой

Сергей Собянин рассказал, как в Москве выбирают деревья для озеленения города


Площадь пожара в Ялтинском заповеднике достигла двух гектаров

"Газета.Ru" представляет самые яркие кадры прошедшей недели

Дмитриев выступил за укрепление сотрудничества России и США в Арктике

Площадь возгорания в Ялтинском заповеднике составила два гектара


Ближе Дубая, чище Байкала и намного дешевле Тая: морской курорт в России, где не стыдно провести свой отпуск

Без знаний не останутся: дети звёзд поступили в самые престижные вузы Москвы

Московский суд: генерал Минобороны получил 2,5 года условно за растрату

Житель Саратовской области узнал об аномалии своего организма во время сеанса КТ


Льготные ипотеки на Дальнем Востоке активно получают участники СВО и сотрудники ОПК

Коми, Камчатку, Архангельскую, Иркутскую, Калужскую, Костромскую, Курскую, Свердловскую и Оренбургскую области эксперты отнесли к регионам, где на осенних выборах "протестный потенциал выше среднего", говорится в докладе...

Защищённый планшет промышленного класса Saotron RT-W11

Чёрный день календаря. 8 августа: Архангельская трагедия. Как ошибка пилота погубила рейс Як-40


Сергей Карякин: 7 августа на поезде из Москвы в Симферополь выехали участники специальной спортивно-образовательной программы «Шахматный лагерь Сергея Карякина», которая стартует в Международном детском центре «Артек»

В Калининском районе Краснодарского края фрагменты дронов повредили контактную сеть на железной дороге между станциями Величковка и Ангелинская, сообщил оперштаб региона

Два пожара в Севастополе – горит 6,5 гектаров сухой растительности

Анастасия Гридчина: В Симферополе, в стенах гостеприимного Дома дружбы народов, состоялась торжественная презентация военно-патриотических изданий, увидевших свет в 2025 году благодаря усилиям Медиацентра им. И. Гаспринского


"Любовь — это главное": Полина Диброва после слухов о вскрывшейся измене покинула Россию

ПРО РОССИИ МОГУТ ДОПОЛНИТЕЛЬНО УЛУЧШИТЬ! СЕНСАЦИЯ! ВЫСШАЯ АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ МИРОМ: ПРОГРАММНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТЫ МОГУТ ПОМОГАТЬ! Россия, США, Европа могут улучшить отношения и здоровье общества!

Житель Саратовской области узнал об аномалии своего организма во время сеанса КТ

Ближе Дубая, чище Байкала и намного дешевле Тая: морской курорт в России, где не стыдно провести свой отпуск














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *