太空旅行面臨多重挑戰，其中最主要的挑戰是航天器需要在發射時攜帶全部的燃料供應。這就像是為一次公路旅行而過度包裝一樣。然而，未來的任務是否可以在途中加油呢？美國太空總署（NASA）最近揭示了其在建設「軌道加油站」方面的一個重要里程碑。NASA 正在開發和測試一種名為冷耦合器（cryocoupler）的專用設備，以便未來的深空探測任務能夠在軌道推進劑倉進行加油。這種專用硬件旨在安全地連接航天器與軌道推進劑倉，並能自動轉移超低温液體，如液態氫和液態氧，這些液體的温度需要降至零下幾百度。
NASA 馬歇爾太空飛行中心的冷耦合器項目經理 Travis Belcher 表示：「在兩艘航天器之間進行軌道冷凍加油尚未實現，這仍然是太空飛行中最艱難的工程挑戰之一。這些推進劑的轉移對 NASA 未來希望進行的任務至關重要，因此開發能夠處理超低温推進劑的耦合器是實現該能力的重要一步。」
NASA 正在開發冷耦合器以促進未來的太空任務
冷耦合器測試過程中，在真空中轉移冷凍液體是非常困難的，尤其是在處理液態氫和液態氧時。這些物質必須保持在零下幾百華氏度以保持穩定性。如果密封失效或材料因熱衝擊而變脆並破裂，整個任務將面臨風險。為阿耳忒彌斯計劃的太空發射系統火箭設計的地面加油硬件根本無法在軌道環境中運作。這些耦合器重而且設計為在發射的劇烈震動中能夠脱離。在軌道上，需要一些更輕、更清潔且完全自動化的設備。
新的冷耦合器是與 L3Harris 合作開發的，旨在成為軌道上加油泵噴嘴的等效物。它將能夠連接兩艘航天器，並在它們之間創建一個安全且無泄漏的橋樑。Belcher 表示：「我們正在開發的冷耦合器可以多次連接和斷開，並且是完全自動化的，因此宇航員不必進行太空行走來轉移推進劑。它們經過嚴格設計以抵禦太空環境，並針對預期的油箱設計進行尺寸調整。」
在最近於 NASA 馬歇爾太空飛行中心進行的測試中，工程師使用機器人平台模擬了在軌道上對接兩艘大型運動航天器的現實挑戰。在太空中，航天器很少能完美對齊。因此，團隊故意創造了不對齊的對接情境，以證明即使在稍微偏斜的情況下，耦合器仍能調整、穩固連接並保持密封。這些測試為未來奠定了基礎。
NASA 和 L3Harris 的聯合團隊還對冷耦合器進行了熱測試，通過在各種連接和斷開的設置中運行液態氮，温度達到-321 華氏度。這些測試評估了硬件、密封和流體在極端熱收縮和推進劑與耦合器材料之間的強烈温差下的表現。當前的測試是基礎性工作，證明概念可行，但僅僅是開始。NASA 計劃在這些設計上進行迭代，以滿足即將到來的月球和火星架構的具體要求。