Учені NASA успішно завершили серію випробувань інноваційного прототипу твердотільної батареї в межах проєкту SPEARS, здатного витримувати екстремальне охолодження до -170 градусів за Цельсієм без внутрішніх руйнувань. Нова розробка покликана забезпечити безперебійне енергопостачання майбутніх місячних місій, де умови нічного часу біля Південного полюса супутника Землі створюють непереборні перешкоди для традиційних систем живлення.

Проблематика традиційних акумуляторів у космосі

Традиційні літій-іонні акумулятори виявляються абсолютно непридатними для роботи в умовах місячної ночі, коли температура на поверхні може падати до критичних -200 градусів за Цельсієм. У таких жорстких умовах і глибокому вакуумі рідкий електроліт усередині стандартних батарей повністю замерзає, а за певних обставин починає закипати або розширюватися, що призводить до незворотного виходу обладнання з ладу. Інженери NASA знайшли технологічний вихід із цієї ситуації, застосувавши в новій розробці жорсткий керамічний або полімерний електроліт.

Результати лабораторних випробувань прототипу

Під час детальних тестів у Дослідницькому центрі Ленглі у штаті Вірджинія дослідники зафіксували вражаючі експлуатаційні показники нового джерела живлення. Стабільна генерація енергії забезпечується в діапазоні від -60 до +80 градусів Цельсія, а при охолодженні до -80 градусів акумулятори зберігають працездатність, хоча й демонструють знижену продуктивність. У режимі граничної стійкості комірки успішно перенесли вплив температур від -170 до +100 градусів Цельсія, не зазнавши жодних фізичних пошкоджень своєї структури.

Особливості роботи під час екстремального холоду

Спеціалісти NASA уточнюють важливий нюанс функціонування батареї: при досягненні екстремальної позначки в -170 градусів за Цельсієм комірка тимчасово припиняє генерувати електричний струм, однак її внутрішня структура залишається абсолютно неушкодженою. Для повного відновлення функціональності та відновлення нормальної роботи батареї потрібен лише короткочасний зовнішній підігрів. Це повністю змінює підхід до проєктування місячної техніки, позбавляючи інженерів необхідності монтувати громіздкі системи терморегуляції.

Значення розробки для освоєння Місяця та Землі

Відмова від важких систем постійного підігріву дозволить суттєво знизити загальну масу космічних апаратів, місяцеходів і наукових приладів, заощадивши значну частку дефіцитної енергії. Нові твердотільні акумулятори планується активно використовувати в місячних транспортних засобах, автономному науковому обладнанні та критичних аварійних системах для астронавтів у рамках програми Artemis. У перспективі ця технологія може бути адаптована для земних потреб, зокрема електричного транспорту, авіації, безпілотних літальних апаратів та надійної портативної електроніки.