Ученые NASA успешно завершили серию испытаний инновационного прототипа твердотельной батареи в рамках проекта SPEARS, способного выдерживать экстремальное охлаждение до -170 градусов по Цельсию без внутренних разрушений. Новая разработка призвана обеспечить бесперебойное энергоснабжение будущих лунных миссий, где условия ночного времени у Южного полюса спутника Земли создают непреодолимые препятствия для традиционных систем питания.

Проблематика традиционных аккумуляторов в космосе

Традиционные литий-ионные аккумуляторы оказываются совершенно непригодными для работы в условиях лунной ночи, когда температура на поверхности может падать до критических -200 градусов по Цельсию. В таких жестких условиях и глубоком вакууме жидкий электролит внутри стандартных батарей полностью замерзает, а при определенных обстоятельствах начинает закипать или расширяться, что приводит к необратимому выходу оборудования из строя. Инженеры NASA нашли технологический выход из этой ситуации, применив в новой разработке жесткий керамический или полимерный электролит.

Результаты лабораторных испытаний прототипа

В ходе детальных тестов в Исследовательском центре Лэнгли в штате Виргиния исследователи зафиксировали впечатляющие эксплуатационные показатели нового источника питания. Стабильная генерация энергии обеспечивается в диапазоне от -60 до +80 градусов Цельсия, а при охлаждении до -80 градусов аккумуляторы сохраняют работоспособность, хотя и демонстрируют сниженную производительность. В режиме предельной стойкости ячейки успешно перенесли воздействие температур от -170 до +100 градусов Цельсия, не получив никаких физических повреждений своей структуры.

Особенности работы при экстремальном холоде

Специалисты NASA уточняют важный нюанс функционирования батареи: при достижении экстремальной отметки в -170 градусов по Цельсию ячейка временно прекращает генерировать электрический ток, однако ее внутренняя структура остается абсолютно невредимой. Для полного восстановления функциональности и возобновления нормальной работы батареи требуется лишь кратковременный внешний подогрев. Это полностью меняет подход к проектированию лунной техники, избавляя инженеров от необходимости монтировать громоздкие системы терморегуляции.

Значение разработки для освоения Луны и Земли

Отказ от тяжелых систем постоянного подогрева позволит существенно снизить общую массу космических аппаратов, луноходов и научных приборов, сэкономив значительную долю дефицитной энергии. Новые твердотельные аккумуляторы планируется активно использовать в лунных транспортных средствах, автономном научном оборудовании и критических аварийных системах для астронавтов в рамках программы Artemis. В перспективе данная технология может быть адаптирована для земных нужд, включая электрический транспорт, авиацию, беспилотные летательные аппараты и надежную портативную электронику.