NASA випробувало батарею, яка витримала температуру −170 °C без пошкоджень

NASA протестувало твердотільну батарею, яка витримала температуру до −274 °F (−170 °C) без пошкоджень. Це крок до розробки систем живлення для майбутніх місій на Південний полюс Місяця. Прототипи елементів також працювали за температури до −112 °F (−80 °C), хоча їхня продуктивність знизилася. За даними NASA, під час нещодавніх випробувань у термовакуумній камері батареї добре працювали в діапазоні від −76 °F (−60 °C) до 176 °F (80 °C).

У перспективі ця технологія може забезпечувати живлення місячних роверів, наукових приладів та аварійного обладнання, яке використовуватимуть астронавти в межах програми NASA Artemis. Однак наразі батареї залишаються невеликими лабораторними прототипами, які ще не випробовували в космосі.

Витримують екстремальні температури на Місяці

Температура поблизу Південного полюса Місяця може опускатися до −328 °F (−200 °C). Такі умови створюють серйозні проблеми для звичайних літій-іонних батарей, які використовують рідкі електроліти для перенесення заряджених частинок між електродами.

За екстремально низьких температур ці рідини можуть замерзати, тоді як надмірне нагрівання здатне впливати на роботу батареї. Вакуум космосу також створює проблеми для звичайних систем на основі рідких електролітів. Натомість у батареях NASA SPEARS використовуються тверді електроліти на основі кераміки або полімерів. Така конструкція має підвищити стійкість до температурних екстремумів і зменшити ризик займання, пов’язаний із легкозаймистими рідкими електролітами.

Випробування показали хороший результат

Дослідники провели термовакуумні випробування в Дослідницькому центрі NASA імені Ленглі у Вірджинії, щоб оцінити роботу прототипів за умов, наближених до тих, у яких батареї використовуватимуть на Місяці.

Випробування також показали, що елементи батарей можуть витримувати вплив температур у діапазоні від 212 °F (100 °C) до −274 °F без пошкоджень. Однак за найнижчої випробуваної температури батареї не можуть виробляти електроенергію. Перед використанням їх потрібно нагріти до робочої температури.

Менше обігрівання між місіями

Здатність витримувати сильний холод без постійного обігрівання може зменшити потребу у важкому обладнанні для терморегуляції на борту місячних космічних апаратів і роверів. Невеликі нагрівачі могли б доводити батареї до робочої температури лише тоді, коли потрібне живлення, замість того, щоб підтримувати їх у теплому стані протягом усієї місячної ночі.

Проєкт SPEARS розпочався у 2026 році за фінансуванням Управління NASA з досліджень і технологій. Роботу очолює Дослідницький центр NASA імені Гленна в Огайо, тоді як фахівці Центру імені Ленглі займаються розробкою матеріалів і випробуваннями. Дослідницький центр NASA імені Еймса в Каліфорнії розробляє тестові плати та електроніку, які допоможуть підготувати технологію до майбутніх випробувань у космосі.

NASA розглядає можливість застосування цих батарей не лише для дослідження Місяця, а й в авіації, дронах, транспортних засобах і портативних електронних пристроях. Проте до готовності батарей до практичного використання знадобляться подальша розробка та випробування.

Джерело: Interesting Engineering