НАСА разрабатывает батарейку для лунных миссий🔋
Если вам когда-нибудь приходилось с трудом заводить машину или вовсе не удавалось это сделать в особенно морозное зимнее утро, вы знаете, что обычные батареи плохо переносят сильный холод. Именно поэтому исследователи НАСА работают над созданием батареи, которая сможет функционировать в жестоком холоде южного полюса Луны, где ночные температуры падают до минус 200 по Цельсию.
Для будущих миссий на Луне батарея должна работать мгновенно после нагрева и обеспечивать питание всего, от аварийного комплекта астронавта до лунохода, способного исследовать самые темные кратеры Луны, и при этом не представлять пожарной опасности.
Группа исследователей НАСА работает над тем, чтобы все это стало реальностью. Проект называется Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space (SPEARS) и он может дать НАСА важный инструмент для обеспечения устойчивого присутствия человечества на Луне в рамках программы «Артемида».
«Батареи стали важной частью нашей жизни здесь, на Земле, они обеспечивают работу наших ноутбуков, мобильных телефонов, электроинструментов и даже транспортных средств», - рассказывает Дональд Дорнбуш, главный исследователь проекта SPEARS в исследовательском центре НАСА имени Гленна в Кливленде, где ведется работа над проектом. «Они понадобятся нам и на Луне, и эти батареи должны будут надежно и безопасно работать в той суровой среде. Именно поэтому мы разрабатываем эту технологию».
Громкая проблема, солидное решение
Традиционные литий-ионные батареи, такие как в ваших мобильных телефонах и ноутбуках, имеют существенный недостаток: они используют жидкий электролит. Если охладить обычную батарею до ночных лунных температур, жидкость замерзнет, потенциально повредив батарею. Если же перегреть её, скажем, до дневной лунной температуры в 100 °C, она не будет работать, пока не остынет. Если же жидкость подвергнется воздействию космического вакуума, она испарится.
Аккумуляторы SPEARS решают эти проблемы, заменяя жидкий электролит твердым керамическим или полимерным материалом. Это изменение может дать ряд преимуществ. Прежде всего, такие батареи смогут работать как в жаре, так и в экстремальном холоде.
Во время недавних испытаний в термовакуумной камере в Исследовательском центре НАСА имени Лэнгли в Хэмптоне (Вирджиния) небольшие прототипы аккумуляторных элементов хорошо работали при темперах от +80°C до минус -60°C, а с несколько сниженной производительностью до минус -80°C.
«Мы впервые доказали, что эти элементы питания могут работать при температуре до минус 80 градусов Цельсияс, - сказал Ии Линь, руководитель исследований и испытаний SPEARS в Центре космических полетов имени Лэнгли.
Линь также выразил уверенность в том, что в ближайшие годы им удастся улучшить характеристики и, возможно, даже расширить температурный диапазон.
Батареи должны оставаться надежными, выдерживая резкие перепады температуры на Луне между днем и ночью. Термовакуумные испытания показали, что после воздействия экстремальных температур от +100°C до -170°C батареи SPEARS не получают повреждений.
Но даже твердотельные батареи не будут работать при температуре -170°C, но поскольку твердые электролиты не замерзают, как жидкости, батареи могут переживать экстремально низкие температуры.
Для восстановления работоспособности батарей после воздействия таких низких температур используются небольшие нагреватели. Батареи SPEARS не нужно будет постоянно поддерживать в тепле, достаточно будет лишь прогреть их до рабочей температуры. Это позволит снизить потребность в тяжелых системах терморегулирования в космических аппаратах и лунных модулях, что обеспечит более легкие конструкции, снизит затраты и увеличит продолжительность миссий.
Энергия для Луны и Земли
Области применения этих твердотельных батарей практически безграничны: от небольших инструментов, таких как дрели, которые должны работать в затененных лунных кратерах, до лунных роверов и аварийных источников питания для космонавтов. Они также могут обеспечить питание для научных приборов, работающих в течение длительного времени.
«Мы можем регулировать химический состав, используя различные материалы для электродов», - рассказывает Линь. «Подобно тому, как химический состав аккумуляторов ваших наушников отличается от химического состава батарей вашего телефона, который, в свою очередь, отличается от химического состава батареи вашего автомобиля, все эти химические процессы могут функционировать при наличии твердого электролита. Мы можем регулировать их энергию, мощность и долговечность в зависимости от области применения».
Хотя SPEARS создаётся для космоса, технология может найти применение и на Земле. Фактически SPEARS вырос из предыдущего проекта по батареям, над которым работали Линь и Дорнбуш, ориентированного на авиационные применения.
«Потенциальный рынок твердотельных батарей очень широк», - говорит Джи Су, специалист по полимерным материалам и руководитель проекта в Центре имени Лэнгли. «Автомобили, мобильные телефоны, устройства связи, дроны - всё, чему нужен портативный источник питания».
Проект SPEARS стартовал в 2026 году при финансовой поддержке отдела передовых исследований и технологий в рамках Управления научно-исследовательских и технологических миссий НАСА. На первых этапах проект будет сосредоточен на разработке технологий, после чего, возможно, перейдет к коммерческому сотрудничеству. Исследовательский центр НАСА имени Эймса в Кремниевой долине Калифорнии работает над разработкой бортового оборудования, такого как испытательные платы и электроника, чтобы подготовить батареи SPEARS к космическим полетам и протестировать их в условиях космического пространства.
На фото:
- Ии Линь, руководитель отдела испытаний и исследований SPEARS в Центре имени Лэнгли, держит в руках одну из небольших батареек типа «таблетка», только что прошедших термовакуумные испытания;
- Ии Линь (слева), руководитель отдела испытаний и исследований SPEARS, и Цзи Су, специалист по полимерным материалам и руководитель проекта, во время извлечения батарей SPEARS из термовакуумной камеры;
- Найк Линь, инженер-техник службы поддержки в команде, занимающейся термовакуумными испытаниями, измеряет вес батарей после проведения термовакуумных испытаний;
- слева направо: Дональд Дорнбуш (Центр имени Гленна), Годфри Саути, Санг-Хён Чу, Ии Линь (Центр имени Лэнгли) и Малахи Муни-Ривкин (Центр имени Эймса) во время испытаний в термовакуумной камере в Центре имени Лэнгли.
https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/langley/nasa-develops-batteries-to-power-humanitys-return-to-moon/
#НАСА #технологии #Луна #Artemis2024
| # | Наименование новости | Тональность | Информативность | Дата публикации |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Парни из NASA, похоже, всерьёз нацелились на Луну, да так, ... | 0 | 5.9 | 15-10-2026 |
| 2 | NASA entwickelt Feststoffbatterie für Einsatz in extremer Kälte und Hitze | 0 | 5.63 | 15-10-2026 |
| 3 | От временных визитов к постоянному присутствию: амбициозный план NASA по освоению Луны | -1 | 7.55 | 08-09-2026 |
| 4 | От временных визитов к постоянному присутствию: амбициозный план NASA по освоению Луны | -1 | 7.55 | 08-09-2026 |
| 5 | Лунная ночь больше не должна убивать космические аппараты: City Labs ... | 0 | 8.21 | 01-09-2026 |
| 6 | НАСА выбрало 41 технологический проект для освоения Луны и Марса. ... | 0 | 12.38 | 23-07-2026 |
| 7 | От временных визитов к постоянному присутствию: амбициозный план NASA по ... | -1 | 6.5 | 08-09-2026 |
| 8 | ЧАСТЬ 3. УРОКИ ОТ СУШАНТА 🦋🦋🦋 Полёты к Луне 💥💥💥 ... | 0 | 8.93 | 24-08-2026 |
| 9 | Атомный ключ к Луне ☢ Главная преграда для создания постоянных ... | 0 | 7.09 | 19-10-2026 |