NASA испытало прототипы твердотельных батарей, которые в перспективе смогут обеспечивать энергией оборудование и транспорт на Луне. Во время испытаний элементы питания проекта SPEARS работали при температуре до −80 °C, а после охлаждения до −170 °C сохранили работоспособность без повреждений. Разработка предназначена для будущих лунных миссий, в том числе в рамках программы Artemis.
На южном полюсе Луны температура ночью может опускаться примерно до −200 °C. В таких условиях обычные аккумуляторы сталкиваются с серьёзными ограничениями: жидкий электролит в традиционных литий-ионных батареях может замерзать, а экстремальные температуры способны повредить элементы питания. NASA ищет решение, которое позволит использовать аккумуляторы в суровых условиях лунной поверхности.
Как работают батареи SPEARS
Проект получил название Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space (SPEARS). Его цель — разработать батареи, способные выдерживать значительные перепады температур и безопасно обеспечивать энергией оборудование для будущих космических миссий.
Главное отличие технологии — использование твёрдого электролита на основе керамических или полимерных материалов вместо жидкого электролита, применяемого в обычных литий-ионных аккумуляторах. Это позволяет избежать некоторых проблем, связанных с замерзанием жидкости и её поведением в вакууме.
Испытания небольших прототипов прошли в термовакуумной камере Исследовательского центра NASA имени Лэнгли в штате Вирджиния. Элементы питания хорошо работали при температуре до +80 °C и вплоть до −60 °C. При −80 °C их характеристики несколько ухудшались, однако батареи продолжали работать.
Отдельно исследователи проверили устойчивость элементов к более экстремальным условиям. После воздействия температур от +100 °C до −170 °C батареи не получили повреждений. При этом NASA подчёркивает: при −170 °C они не могут работать — испытания подтвердили лишь способность выдерживать такое охлаждение.
Найк Лин, инженер по поддержке/техник команды термовакуумных испытаний, измеряет вес батарей после термовакуумных испытаний. NASA/Ryan Hill
Как батареи планируют использовать на Луне
Даже твердотельным аккумуляторам потребуется дополнительный нагрев после пребывания в условиях экстремального холода. Исследователи предлагают использовать небольшие нагреватели, которые будут доводить батареи до рабочей температуры непосредственно перед включением. Это позволит не поддерживать постоянный нагрев в течение всей лунной ночи.
Такой подход потенциально уменьшит массу систем терморегулирования космических аппаратов и лунных жилых модулей. Батареи могут пригодиться для питания научных приборов, аварийных комплектов астронавтов, бурового оборудования и луноходов, которым предстоит исследовать постоянно затенённые кратеры у полюсов Луны.
Однако пока речь идёт о ранней стадии разработки. NASA ещё предстоит проверить характеристики батарей в более широком диапазоне условий и подготовить оборудование для испытаний в космической среде. Данные о работе готовой энергетической системы на Луне пока отсутствуют.
От лабораторных испытаний к космическим миссиям
Проект SPEARS начал работу в 2026 году. Его возглавляет Исследовательский центр NASA имени Гленна в Огайо, а испытания прототипов проводились в центре имени Лэнгли. Исследовательский центр NASA имени Эймса в Калифорнии занимается разработкой испытательных плат и электроники, которые помогут подготовить технологию к проверкам в условиях космоса.
В дальнейшем разработчики рассчитывают улучшить характеристики батарей и расширить диапазон их рабочих температур. Если технологию удастся довести до практического применения, она сможет упростить энергоснабжение оборудования, которое должно работать в холодных и труднодоступных районах Луны.
