NASA испытало батарею, которая выдержала температуру −170 °C без повреждений

NASA провело испытания твердотельной батареи, которая выдержала температуру до −274 °F (−170 °C) без повреждений. Это шаг к разработке систем питания для будущих миссий на Южный полюс Луны. Прототипы элементов также работали при температуре до −112 °F (−80 °C), хотя их производительность снизилась. По данным NASA, в ходе недавних испытаний в термовакуумной камере батареи нормально работали в диапазоне от −76 °F (−60 °C) до 176 °F (80 °C).

В перспективе эта технология может обеспечивать питание лунных роверов, научных приборов и аварийного оборудования, которое будет использоваться астронавты в рамках программы NASA «Artemis». Однако пока что батареи остаются небольшими лабораторными прототипами, которые ещё не испытывались в космосе.

Выдерживают экстремальные температуры на Луне

Температура вблизи Южного полюса Луны может опускаться до −328 °F (−200 °C). Такие условия создают серьезные проблемы для обычных литий-ионных батарей, в которых для переноса заряженных частиц между электродами используются жидкие электролиты.

При экстремально низких температурах эти жидкости могут замерзать, тогда как чрезмерный нагрев способен повлиять на работу батареи. Вакуум космоса также создает проблемы для обычных систем на основе жидких электролитов. В то же время в батареях NASA SPEARS используются твёрдые электролиты на основе керамики или полимеров. Такая конструкция должна повысить устойчивость к экстремальным температурам и снизить риск возгорания, связанный с легковоспламеняющимися жидкими электролитами.

Испытания показали хороший результат

Исследователи провели термовакуумные испытания в Исследовательском центре НАСА имени Лэнгли в Вирджинии, чтобы оценить работу прототипов в условиях, приближенных к тем, в которых батареи будут использоваться на Луне.

Испытания также показали, что элементы батарей могут выдерживать воздействие температур в диапазоне от 212 °F (100 °C) до −274 °F без повреждений. Однако при самой низкой температуре батареи не могут вырабатывать электроэнергию. Перед использованием их необходимо нагреть до рабочей температуры.

Меньше обогрева между миссиями

Способность выдерживать сильный холод без постоянного обогрева может снизить потребность в тяжелом оборудовании для терморегуляции на борту лунных космических аппаратов и роверов. Небольшие нагреватели могли бы доводить батареи до рабочей температуры только тогда, когда требуется питание, вместо того, чтобы поддерживать их в нагретом состоянии в течение всей лунной ночи.

Проект SPEARS стартовал в 2026 году при финансовой поддержке Управления NASA по исследованиям и технологиям. Работу возглавляет Исследовательский центр NASA имени Гленна в Огайо, а специалисты Центра имени Лэнгли занимаются разработкой материалов и испытаниями. Исследовательский центр НАСА имени Эймса в Калифорнии разрабатывает тестовые платы и электронику, которые помогут подготовить технологию к предстоящим испытаниям в космосе.

NASA рассматривает возможность применения этих батарей не только для исследования Луны, но и в авиации, дронах, транспортных средствах и портативных электронных устройствах. Однако прежде чем батареи будут готовы к практическому использованию, потребуются дальнейшая разработка и испытания.

Источник: Interesting Engineering