NASA ทดสอบแบตเตอรี่ต้นแบบ SPEARS ทนอุณหภูมิสุดขั้ว

SPEARS เป็นความพยายามด้านแบตเตอรี่สำหรับอวกาศที่นำโดย NASA Glenn Research Center แบตเตอรี่ต้นแบบขนาดเล็กของ SPEARS ถูกทดสอบสุญญากาศเชิงความร้อนที่ NASA Langley Research Center ในแฮมป์ตัน รัฐเวอร์จิเนีย ผลทดสอบระบุอุณหภูมิ 176, -76 และ -112 องศาฟาเรนไฮต์

SPEARS ย่อมาจาก Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space และถูกออกแบบสำหรับอวกาศ

โครงการนี้นำโดย NASA Glenn Research Center โดยมี Donald Dornbusch เป็นนักวิจัยหลักของ SPEARS

แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนแบบเดิมอาศัยอิเล็กโทรไลต์ของเหลว อิเล็กโทรไลต์ของเหลวจะแข็งตัวที่อุณหภูมิตอนกลางคืนของดวงจันทร์ และจะระเหยในสุญญากาศของอวกาศ

แบตเตอรี่ SPEARS ใช้อิเล็กโทรไลต์แข็งที่เป็นเซรามิกหรือพอลิเมอร์ และสามารถทำงานได้ทั้งในความร้อนและความเย็นจัด

ขั้วใต้ของดวงจันทร์มีอุณหภูมิ -328 องศาฟาเรนไฮต์ ช่วงอุณหภูมิของแบตเตอรี่ SPEARS ระบุไว้ที่ 212 ถึง -274 องศาฟาเรนไฮต์ และแบตเตอรี่เหล่านี้สามารถทนอุณหภูมิต่ำมากได้

การทดสอบสุญญากาศเชิงความร้อนทำที่ NASA Langley Research Center ในแฮมป์ตัน รัฐเวอร์จิเนีย เซลล์ต้นแบบขนาดเล็กถูกทดสอบที่ 176, -76 และ -112 องศาฟาเรนไฮต์ ส่วนเซลล์ SPEARS มีหลักสำคัญที่ -80 องศาเซลเซียส และแบตเตอรี่ไม่เสียหายหลังสัมผัสอุณหภูมิสุดขั้ว

แบตเตอรี่ต้องทำงานได้ทันทีเมื่อถูกอุ่นขึ้นโดยไม่ก่ออันตรายจากไฟ และต้องคงความเชื่อถือได้ตลอดการเปลี่ยนอุณหภูมิกลางวัน-กลางคืนบนดวงจันทร์ ระบบใช้ฮีตเตอร์ขนาดเล็กเพื่อกลับสู่อุณหภูมิทำงาน และเพียงอุ่นให้ถึงอุณหภูมิทำงานเท่านั้น ไม่จำเป็นต้องรักษาให้อุ่นตลอด การออกแบบนี้อาจลดความต้องการระบบจัดการความร้อนที่มีน้ำหนักมาก

การใช้งานแบตเตอรี่สถานะของแข็งรวมถึงสว่าน โรเวอร์ และชุดไฟฉุกเฉิน อีกทั้งอาจจ่ายไฟให้เครื่องมือวิทยาศาสตร์ระยะยาวได้ เคมีของแบตเตอรี่ยังปรับได้ด้วยวัสดุอิเล็กโทรดที่ต่างกัน

สำหรับผู้ที่ติดตามอุตสาหกรรมดวงจันทร์ อุณหภูมิ -328 องศาฟาเรนไฮต์ที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์ และข้อจำกัดของอิเล็กโทรไลต์เหลว ทำให้แบตเตอรี่ที่ทนความเย็นจัดมีความสำคัญ

แบตเตอรี่ SPEARS ใช้อิเล็กโทรไลต์แข็งและทนช่วงอุณหภูมิกว้าง จึงอาจลดภาระระบบจัดการความร้อน และรองรับอุปกรณ์อย่างสว่าน โรเวอร์ ชุดไฟฉุกเฉิน และเครื่องมือวิทยาศาสตร์ระยะยาว