NASA უკიდურესი ტემპერატურისთვის მყარსხეულიან ბატარეას ქმნის

მომავალი Artemis-ის მისიებისა და მთვარეზე შესაძლო მუდმივი ყოფნისთვის ასტრონავტებს უკიდურესად მკაცრ პირობებში მოქმედი ბატარეები სჭირდებათ. მათ ენერგია მაღალი საიმედოობით უნდა მიაწოდონ. ჩვეულებრივი ლითიუმ-იონური ბატარეები ამისთვის რამდენიმე მიზეზით გამოუსადეგარია. მთვარეზე ღამით შესაძლო -200 °C ტემპერატურაზე მათში თხევადი ელექტროლიტები იყინება. ეს უმეტესად შეუქცევად დაზიანებას იწვევს. ლითიუმ-იონურ ბატარეებს სიცხეც პრობლემებს უქმნის. მაღალ ტემპერატურაზე ბატარეა საკმარის ენერგიას ვეღარ გასცემს და გაგრილება სჭირდება. ამიტომ ის მთვარეზე გამოსაყენებლად გამოუსადეგარია, სადაც დღისით ტემპერატურამ დაახლოებით 100 °C-ს შეიძლება მიაღწიოს. ლითიუმ-იონურ ბატარეებს კიდევ ერთი პრობლემა აქვს. თუ თხევადი ელექტროლიტი კოსმოსის ვაკუუმთან შეხებაში შევა, სითხე აორთქლდება.

ამიტომ NASA-ს მეცნიერები მყარსხეულიან ბატარეებს იყენებენ. მათში თხევად ელექტროლიტებს კერამიკისა და პოლიმერების ბაზაზე შექმნილი მყარი ვარიანტები ცვლის. ამან ბატარეებს მაღალ და დაბალ ტემპერატურებზე საიმედოდ მუშაობის შესაძლებლობა უნდა მისცეს. კოსმოსური ვაკუუმის ზემოქმედებით ელექტროლიტის აორთქლებაც შეუძლებელი ხდება.

NASA-მ SPEARS-ის ბატარეების პირველი საცდელი ნიმუშები უკვე შექმნა. სააგენტომ ვაკუუმში თერმული გამოცდები ვირჯინიის შტატის ქალაქ ჰემპტონში, NASA-ს ლენგლის კვლევით ცენტრში ჩაატარა. მკვლევრებმა თავდაპირველად მცირე მყარსხეულიანი ბატარეები დაამზადეს. შემდეგ ისინი -80 °C-დან +80 °C-მდე ტემპერატურაზე გამოცადეს. NASA-ს ცნობით, ბატარეები -60 °C-მდე წარმადობის დაკარგვის გარეშე მუშაობდა, ხოლო -80 °C-ზე „წარმადობა მხოლოდ უმნიშვნელოდ შემცირდა“.

NASA-ს მონაცემებით, საცდელმა ნიმუშებმა მთვარის ზედაპირისთვის დამახასიათებელი ძლიერი ტემპერატურული რყევებისადმი გამძლეობაც აჩვენა. მათ -170 °C-დან 100 °C-მდე ცვალებად თერმულ პირობებს დაზიანების გარეშე გაუძლეს. თუმცა -170 °C-ზე მყარსხეულიანი ბატარეებიც აღარ მუშაობს. მყარი ელექტროლიტები ვერ იყინება და მცირე გამათბობელი ელემენტებით გათბობის შემდეგ კვლავ გამოსაყენებელია. ბატარეების მუდმივად გათბობა საჭირო არ არის. საკმარისია, ისინი სამუშაო ტემპერატურამდე გაცხელდეს. NASA-ს მეცნიერები ამას გადამწყვეტ უპირატესობად მიიჩნევენ. მთვარის საცხოვრებელ მოდულებსა და მთვარემავლებში დიდი და მძიმე თერმული მართვის სისტემები აღარ გახდება საჭირო. მსუბუქი კონსტრუქციები ხარჯებს შეამცირებს.

NASA წერს, რომ SPEARS-ის ბატარეების ქიმიური შემადგენლობის შეცვლით მათი სხვადასხვა დანიშნულებაზე მორგებაა შესაძლებელი. მკვლევრებს მყარსხეულიანი ბატარეების ოპტიმიზაცია დაგეგმილი გამოყენების მიხედვით შეუძლიათ. მათ შეუძლიათ უპირატესობა ენერგოტევადობას, სიმძლავრის მიწოდებას ან გამძლეობას მიანიჭონ. შესაბამისად, ბატარეების გამოყენება ელექტრო ხელსაწყოებში, სამეცნიერო მოწყობილობებში, მთვარემავლებში და საგანგებო ელექტრომომარაგების დანადგარებშია შესაძლებელი.