A fagyos téli reggeleken megbénuló járműakkumulátorok jól mutatják a hagyományos energiatárolók egyik legnagyobb gyengeségét: a szélsőséges hideget rendkívül nehezen viselik. Az űrben ez a fizikai korlát még súlyosabb kihívást jelent, hiszen a Hold déli sarkán az éjszakai hőmérséklet akár minusz 200 Celsius-fokra is lezuhanhat. A hagyományos lítiumion-akkumulátorok folyékony elektrolitja ilyen körülmények között megfagyna, ami maradandó károsodást okozna a cellákban.
A felmerülő problémák kiküszöbölésére az amerikai űrügynökség elindította a SPEARS nevű projektet. A kutatás célja olyan speciális energiatárolók megalkotása, amelyek képesek elviselni az égitest felszínén uralkodó gyilkos hőmérsékleti ingadozásokat.
Kerámia és polimer a folyékony elektrolit helyett
A hagyományos technológia korlátai miatt a kutatók szilárd halmazállapotú komponensekre váltottak. A folyékony összetevőket szilárd kerámia- vagy polimeranyagokkal helyettesítik, így elkerülhető a fagyásból eredő szerkezeti roncsolódás. Bár a cellákat a működéshez fel kell melegíteni a kívánt üzemi hőfokra, maguk a modulok sérülés nélkül vészelik át a fagyasztó lúnáris éjszakákat.
A szilárdtest-technológia másik jelentős előnye a biztonság növelése. A folyékony elektrolit elhagyásával gyakorlatilag megszűnik a tűzveszély, ami a zárt űreszközök és a személyzet biztonsága szempontjából kritikus tényező.
Az Artemis-program kulcsfontosságú pillére
Az új fejlesztésű egységek feladata rendkívül sokrétű lesz a jövőbeli holdi missziók során. A tervek szerint ezek látják majd el energiával az űrhajósok vésztartalék-csomagjait, de a sötét krátereket feltáró holdjárók és a tartós felszíni bázisok berendezései is erre a technológiára támaszkodnak majd. A hőkezelési rendszer leegyszerűsítésével ráadásul értékes tömeget és energiát takarítanak meg a mérnökök.
- Üzembiztos működés a minusz 200 és plusz 100 Celsius-fok közötti tartományban.
- Tűzveszélymentes szilárdtest-elektrolitos szerkezet.
- Kisebb energiaigényű hőkezelési infrastruktúra.
A projekt rávilágít arra, hogy a fenntartható jelenlét a Holdon nemcsak óriási rakéták, hanem az alapvető komponensek újszerű újragondolását is megköveteli.
