Прототип твердотельной батареи SPEARS во время термовакуумных испытаний NASA. Источник: NASA / Ryan Hill
Лунная ночь — это не просто отсутствие солнца, а настоящее испытание для техники, когда температура падает до -200 °C. Традиционные литий-ионные аккумуляторы в таких условиях превращаются в дорогие кирпичи: жидкий электролит замерзает, а в вакууме он может просто закипеть и разорвать оболочку. Чтобы решить эту проблему, исследователи NASA разрабатывают проект SPEARS (Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space).
Твердая керамика вместо нестабильной жидкости
Главная идея SPEARS — полный отказ от жидкости. Вместо неё используется твердый керамический или полимерный электролит. Такие ячейки не боятся вакуума и критических температур. Более того, они позволяют избавиться от массивных и энергозатратных систем термостатирования. Если обычную батарею нужно постоянно греть, то твердотельную достаточно "оживить" маломощным нагревателем непосредственно перед использованием.
Эта технология является логическим продолжением разработок NASA. Например, в прошлом году другой проект агентства, SABERS, достиг впечатляющего показателя удельной энергии в 505 Вт·ч/кг. Помимо плотности энергии, ученые смогли ещё раньше, в 2022 году, увеличить скорость разряда в 10 раз, что критично для питания мощных роверов и инструментов.
Результаты испытаний и земные перспективы
Недавние тепловакуумные тесты показали, что прототипы SPEARS стабильно работают при температурах от +80 °C до -60 °C. При -80 °C продуктивность несколько падает, но устройство остается работоспособным. Самое важное то, что ячейки выдержали экстремальные циклы от +100 °C до -170 °C без каких-либо структурных повреждений.
По словам руководителя тестирования Йи Лина (Yi Lin), химию таких аккумуляторов можно гибко настраивать под конкретные нужды — мощность, ёмкость или долговечность. Это делает SPEARS перспективной не только для тёмных лунных кратеров, но и для Земли. Технологию планируют адаптировать для использования в электромобилях, дронах и портативных средствах связи, где надёжность в сложных условиях является приоритетом.