پروژه جدید ناسا: توسعه باتری‌هایی که سرمای منفی ۱۷۰ درجه ماه را تحمل می‌کنند

ناسا درحال توسعه یک فناوری جدید برای ساخت باتری‌های ماه است که بتوانند سرمای شدید قطب جنوب ماه را تحمل کنند. دمای شب در این منطقه به منفی ۲۰۰ درجه سلسیوس می‌رسد. قرار است برق موردنیاز فضانوردان، خودروهای ماه‌نورد و تجهیزات علمی با این باتری‌ها تأمین شوند.

این پروژه «برق باثبات برای سازگاری و انعطاف‌پذیری با محیط‌های شدید در فضا» یا «SPEARS» نام دارد. هدف آن، توسعه باتری‌هایی ایمن و قابل‌اعتماد برای پشتیبانی از حضور طولانی‌مدت انسان روی ماه در برنامه آرتمیس است.

باتری‌های مأموریت ماه ناسا چگونه در شرایط شدید کار می‌کنند

باتری‌های لیتیوم‌یونی معمولی از الکترولیت مایع استفاده می‌کنند. این مایع در سرمای شدید یخ می‌زند و ممکن است به باتری آسیب برساند. گرمای شدید نیز عملکرد باتری را مختل می‌کند. همچنین ممکن است در شرایط خلأ الکترولیت مایع تبخیر شود.

باتری‌های پروژه SPEARS به‌جای مایع، از الکترولیت جامد سرامیکی یا پلیمری استفاده می‌کنند. این طراحی امکان تحمل شرایط دمایی سخت‌تر را فراهم می‌کند.

در آزمایش‌های اخیر در مرکز تحقیقات لنگلی ناسا (Langley Research Center)، نمونه‌های اولیه تا دمای ۸۰ درجه سلسیوس به‌خوبی کار کردند. عملکرد آن‌ها در ۶۰- درجه نیز مناسب بود، اما در ۸۰- درجه، عملکرد باتری‌ها اندکی کاهش یافت.

آزمایش‌ها همچنین نشان دادند باتری‌ها پس از قرارگیری در دماهای شدیداً متغیر، از ۱۰۰ تا منفی ۱۷۰ درجه سانتی‌گراد، آسیب دائمی ندیدند. البته باتری‌ها در سرمای شدید منفی ۱۷۰ درجه به‌تنهایی کار نمی‌کنند. برای راه‌اندازی مجدد، باید آن‌ها را با گرم‌کن‌های کوچک به دمای عملیاتی رساند.

این ویژگی نیاز به سامانه‌های سنگین کنترل حرارت در فضاپیماها و زیستگاه‌های ماه را کاهش می‌دهد. در نتیجه، طراحی تجهیزات سبک‌تر می‌شود و امکان کاهش هزینه‌ها و افزایش مدت مأموریت‌ها فراهم می‌آید.

پژوهشگران همچنین می‌توانند با تغییر مواد الکترود، باتری‌ها را برای تأمین انرژی بیشتر، توان بالاتر یا دوام طولانی‌تر تنظیم کنند.

کاربردهای احتمالی این باتری‌ها شامل ابزارهای حفاری در دهانه‌های تاریک ماه، خودروهای ماه‌نورد، بسته‌های برق اضطراری فضانوردان و تجهیزات علمی بلندمدت است. فناوری SPEARS ممکن است روی زمین نیز کاربرد داشته باشد. خودروها، تلفن‌های ، تجهیزات ارتباطی و پهپادها از جمله کاربردهای احتمالی آن هستند.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.