NASA 与 Eta Space 合作在轨低温流体管理技术演示验证
摘要： NASA 与佛罗里达州洛克里奇的 Eta Space 公司合作，将开展液氧飞行演示任务（LOXSAT），在轨验证未来深空任务所需的低温流体管理关键技术，目标是实现太空中的"加油站"——在轨推进剂储存库。
2026年5月12日，NASA 与总部位于佛罗里达州洛克里奇的 Eta Space 公司联合宣布，双方已正式完成液氧飞行演示任务（Liquid Oxygen Flight Satellite，LOXSAT）的合作签约工作。这颗专用于低温流体管理（Cryogenic Fluid Management，CFM）技术验证的小型卫星，计划于 2027 年由火箭实验室（Rocket Lab）的 Electron 火箭发射至近地轨道，在太空真实环境中验证液氧的长期无阻力储存与在轨管理能力。
为什么低温流体管理至关重要
人类航天的下一步，是从近地轨道的"暂时到访"走向月球乃至火星的"长期驻留"。无论是 Artemis 计划的月球南极基地，还是未来火星表面任务，都面临一个核心瓶颈——推进剂的在轨补给。
低温推进剂，特别是液氧（LOX）与液氢（LH₂），具有极高的能量密度，是深空运载任务的理想推进剂组合。然而，这类推进剂必须在极低温（液氧沸点 −183°C，液氢沸点 −253°C）条件下才能维持液态。在太空失重环境中，液体工质的行为与地面截然不同——蒸气与液体难以自然分离，容器热浸入（heat ingestion）导致的蒸发损失（boil-off）更是长期储存的头号难题。
NASA 先进空气呼吸推进技术（Advanced Air Transport Propulsion）项目经理拉维·科菲鲁（Ravi Kephalu）指出："在轨推进剂储存库（depot）的概念已提出多年，但低温流体在微重力条件下的管理问题始终没有在大气层外的真实环境中得到完整验证。LOXSAT 正是要填补这一空白。"
LOXSAT 任务设计
LOXSAT 整星重量约 30 千克，主体为一个双层真空绝热液氧储箱，外部配备小型电功率热辐射器，用于被动排散太阳照射带来的热量。卫星入轨后，将首先完成平台自身的热控平衡（约 72 小时），随后依次开展三项核心实验：
第一阶段：零流率储存测试（No-Flow Storage Test）——将液氧在失重状态下静置 14 天，测量日均蒸发损失率，验证被动热控设计的有效性。
第二阶段：推进剂转注演示（Propellant Transfer Demonstration）——通过星上管路与阀门，将液氧从主储箱推送至辅助储箱，模拟在轨补加操作的关键环节，测量转注效率与液位控制精度。
第三阶段：长期衰减监测（Long-Duration Health Monitoring）——持续追踪储箱压力、温度分布与蒸发率，建立低温推进剂长期在轨行为模型，为未来"推进剂仓库"任务提供设计依据。
Eta Space 的角色与技术积累
Eta Space 成立于 2019 年，是洛克希德·马丁公司技术生态系统中孵化的商业航天初创企业，专注于低温系统解决方案。公司创始人兼 CEO 克里斯·舒马赫（Chris Schumacher）曾在 NASA 格伦研究中心（Glenn Research Center）从事低温推进剂技术研究多年。
Eta Space 在 LOXSAT 项目中负责卫星平台总体集成、地面测控支持以及在轨操作服务。2024 年，公司曾在 NASA"临界 Hook"（Breakthrough Hydgrogen Capability）项目下完成地面液氢流注试验，具备从设计到操作的全链路低温流体工程能力。
对未来深空探索的意义
NASA 计划在本世纪 30 年代中期实现载人火星任务，而月球则是不可或缺的"练兵场"。在轨推进剂补给（on-orbit propellant refueling）可将地月空间任务的运载效率提升 30%~50%，相当于每次任务节省数亿美元发射成本。
LOXSAT 的技术验证成功后，NASA 将进一步推动"渐进式低温推进剂演示"（Progressive CFM Demo）系列任务，涵盖液氢推进剂、月球阴影区（ Permanently Shadowed Regions）原位资源利用（ISRU）提取氧气的在轨暂存等更复杂场景。