Выдержат до −170 °C: NASA создает батареи для лунной ночи

NASA испытывает аккумуляторы для лунной техники, которые выдерживают охлаждение до −170 °C без повреждений. При таком холоде они не работают, но после прогрева могут снова питать приборы. Это позволит не тратить энергию на постоянный обогрев батарей во время лунной ночи. Разработку ведут в рамках проекта SPEARS для будущих экспедиций программы «Артемида».

Небольшие опытные элементы прошли испытания в термовакуумной камере Исследовательского центра NASA имени Лэнгли. Они хорошо работали при температурах от −60 до +80 °C. При −80 °C элементы тоже выдавали энергию, хотя их характеристики несколько снизились. Отдельно исследователи проверили, как батареи переносят перепады температур от −170 до +100 °C: после такого воздействия повреждений не обнаружили.

В основе разработки — твердый электролит из керамического или полимерного материала. Электролит переносит ионы между электродами аккумулятора. В обычных литийионных батареях, которые питают телефоны и ноутбуки, он жидкий. При сильном охлаждении такой электролит может замерзнуть и повредить батарею, а при прямом контакте с космическим вакуумом — испариться. Твердый материал помогает избежать этих проблем.

Однако новые аккумуляторы пока не могут работать при любых лунных температурах. В районе южного полюса Луны температура ночью может опускаться примерно до −200 °C. Испытания SPEARS подтвердили работоспособность при холоде до −80 °C и способность пережить охлаждение до −170 °C. После сильного холода небольшие нагреватели должны вернуть батарею в рабочий температурный диапазон.

Разработчики рассчитывают, что такой подход позволит обойтись без постоянного обогрева аккумуляторов. Тогда системы, которые поддерживают нужную температуру лунной техники, смогут стать легче и потреблять меньше энергии. Это, в свою очередь, может снизить стоимость аппаратов и продлить срок их работы.

NASA рассматривает несколько задач для новых батарей: питать луноходы, инструменты для работы в затененных кратерах, научные приборы и аварийные комплекты астронавтов. Состав электродов можно менять под конкретную задачу: например, чтобы аккумулятор запасал больше энергии, выдавал большую мощность или дольше служил.

Проект SPEARS стартовал в 2026 году. Им руководит Исследовательский центр NASA имени Гленна, а центр имени Лэнгли проводит испытания. Исследовательский центр имени Эймса разрабатывает платы и электронику, которые помогут подготовить батареи к полетам и проверить их в космосе. Пока команда развивает технологию; в дальнейшем NASA допускает сотрудничество с коммерческими компаниями. Разработчики также видят возможные применения на Земле — в автомобилях, телефонах, средствах связи и беспилотниках.