ناسا باتری هایی را برای تامین انرژی بازگشت بشریت به ماه توسعه می دهد
اگر تا به حال در یک صبح سرد زمستانی ماشینتان کند یا اصلا روشن نشده است، می‌دانید که باتری‌های استاندارد سرمای شدید را دوست ندارند. به همین دلیل است که محققان ناسا در حال کار بر روی ساخت باتری هستند که بتواند در سرمای وحشیانه قطب جنوبی ماه کار کند، جایی که دمای شبانه به منفی […]
5 دقیقه مطالعه
آماده سازی برای شبیه سازی های بعدی Moonwalk در حال انجام (و زیر آب)
یی لین، سرپرست آزمایش و تحقیق SPEARS در ناسا لانگلی، یکی از باتری‌های کوچک سکه‌ای را در اختیار دارد که به تازگی تحت آزمایش خلاء حرارتی قرار گرفته بود.
ناسا/رایان هیل
اگر تا به حال در یک صبح سرد زمستانی ماشینتان کند یا اصلا روشن نشده است، می‌دانید که باتری‌های استاندارد سرمای شدید را دوست ندارند. به همین دلیل است که محققان ناسا در حال کار روی ساخت باتری هستند که بتواند در سرمای وحشیانه قطب جنوبی ماه، جایی که دمای شبانه به منفی 328 درجه فارنهایت (منفی 200 سانتیگراد) می رسد، کار کند.
برای عملیات‌های بعدی ماه، یک باتری باید بلافاصله پس از گرم شدن کار کند و بتواند همه چیز را از کیت اضطراری فضانورد تا مریخ‌نوردی که قادر به کاوش در تاریک‌ترین دهانه‌های ماه باشد، بدون خطر آتش‌سوزی تامین کند.
تیمی از محققان ناسا در تلاش هستند تا همه این اتفاق بیفتد. این پروژه، نیروی جامد برای سازگاری و انعطاف پذیری شدید محیطی در فضا (SPEARS) نام دارد و می تواند ابزار مهمی برای کمک به حضور پایدار بشر در ماه از طریق کمپین آرتمیس در اختیار ناسا قرار دهد.
دونالد دورنبوش، محقق اصلی SPEARS در مرکز تحقیقاتی گلن ناسا در کلیولند، جایی که این پروژه هدایت می‌شود، گفت: «باتری‌ها به بخش مهمی از زندگی ما در زمین تبدیل شده‌اند که لپ‌تاپ‌ها، تلفن‌های همراه، ابزارهای برقی و حتی وسایل نقلیه ما را قادر می‌سازد. ما به آنها در ماه نیز نیاز خواهیم داشت و این باتری‌ها باید به طور قابل اعتماد و ایمن در این محیط سخت کار کنند. به همین دلیل است که ما روی این فناوری کار می‌کنیم.»
مشکل پاشیده، راه حل جامد
باتری‌های لیتیوم یون سنتی مانند باتری‌های تلفن همراه و لپ‌تاپ شما یک نقطه ضعف مهم دارند: آنها به الکترولیت‌های مایع متکی هستند. یک باتری معمولی را در دمای شب ماه خنک کنید و آن مایع منجمد می شود و به طور بالقوه به باتری آسیب می رساند. آن را بیش از حد گرم کنید - مثلا تا دمای 212 فارنهایت (100 درجه سانتیگراد) در روز - و تا زمانی که خنک نشود کار نخواهد کرد. مایع را در معرض خلاء فضا قرار دهید و تبخیر می شود.
باتری های SPEARS این مشکلات را با جایگزینی الکترولیت مایع با مواد جامد مبتنی بر سرامیک یا پلیمر حل می کنند. این تغییر می تواند چندین مزیت را باز کند. اول از همه، آنها می توانند در گرما و سرمای شدید عمل کنند.
یی لین، سمت چپ، سرپرست آزمایش و تحقیق SPEARS، و جی سو، دانشمند مواد پلیمری و سرپرست وظیفه، در حین حذف باتری‌های SPEARS از آزمایش خلاء حرارتی در ناسا لانگلی.
ناسا/رایان هیل
در طول آزمایش اخیر خلاء حرارتی در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا در همپتون، ویرجینیا، سلول‌های باتری نمونه کوچک به خوبی تا 176 فارنهایت (80 درجه سانتیگراد)، تا منفی 76 فارنهایت (منهای 60 درجه سانتیگراد)، و با اندکی کاهش عملکرد تا منفی 112 فارنهایت (منهای 80 درجه سانتیگراد) به خوبی عمل کردند.
یی لین، سرپرست آزمایش و تحقیق SPEARS در ناسا لانگلی، گفت: ما برای اولین بار ثابت کردیم که این سلول ها می توانند تا دمای منفی 80 درجه سانتیگراد کار کنند.
لین همچنین گفت که او مطمئن است که آنها می توانند عملکرد را بهبود بخشند و حتی ممکن است این محدوده را در سال های آینده گسترش دهند.
باتری ها باید از طریق قرار گرفتن در معرض نوسانات وحشی دمای ماه بین روز و شب قابل اعتماد باقی بمانند. آزمایش خلاء حرارتی نشان داد که باتری‌های SPEARS پس از قرار گرفتن در معرض دمای افراطی از 212 فارنهایت (100 درجه سانتیگراد) تا منفی 274 فارنهایت (منهای 170 درجه سانتیگراد) آسیبی نمی بینند.
درست مانند مواد شیمیایی موجود در هدفون شما با مواد شیمیایی موجود در گوشی شما، که با مواد شیمیایی موجود در خودروی شما متفاوت است، همه این مواد شیمیایی همچنان می توانند با یک الکترولیت جامد عمل کنند. بسته به کاربرد می توانیم برای انرژی، تنظیم برای قدرت، تنظیم برای دوام تنظیم کنیم.
یی لین
هدایت آزمایش و تحقیق SPEARS
حتی باتری‌های حالت جامد در حالی که در دمای منفی 274 فارنهایت هستند کار نمی‌کنند، اما از آنجایی که الکترولیت‌های جامد مانند مایع منجمد نمی‌شوند، باتری‌ها می‌توانند در دمای بسیار پایین دوام بیاورند.
برای اینکه باتری ها پس از قرار گرفتن در معرض چنین سرمایی دوباره کار کنند، بخاری های کوچک وارد عمل می شوند. باتری های SPEARS نیازی به گرم نگه داشتن همیشه ندارند، فقط تا دمای عملیاتی گرم می شوند. این می‌تواند نیاز به سیستم‌های مدیریت حرارتی سنگین را در فضاپیماها و زیستگاه‌های ماه کاهش دهد و امکان طراحی سبک‌تر، هزینه‌های کمتر و مدت زمان طولانی‌تر ماموریت را فراهم کند.
قدرت برای ماه، زمین
کاربردهای این باتری‌های حالت جامد تقریبا نامحدود است، از ابزارهای کوچکی مانند مته‌هایی که باید در دهانه‌های ماه سایه‌دار کار کنند تا مریخ نوردها و بسته‌های برق اضطراری برای فضانوردان. آنها همچنین می توانند راه حل های قدرتی برای ابزارهای علمی طولانی مدت ارائه دهند.
لین گفت: "ما می توانیم شیمی را با استفاده از مواد مختلف الکترود تنظیم کنیم." درست همانطور که شیمی در هدفون شما با شیمی گوشی شما متفاوت است، که با مواد شیمیایی در ماشین شما متفاوت است، همه این مواد شیمیایی هنوز هم می توانند با یک الکترولیت جامد کار کنند. بسته به کاربرد، می توانیم انرژی، تنظیم برای قدرت، تنظیم برای دوام را تنظیم کنیم.
نایک لین، یک مهندس یا تکنسین پشتیبانی در تیم خلاء حرارتی، وزن باتری ها را پس از آزمایش خلاء حرارتی اندازه گیری می کند.
ناسا/رایان هیل
در حالی که SPEARS برای فضا طراحی شده است، این فناوری می تواند در برنامه های کاربردی مبتنی بر زمین گسترش یابد. در واقع، SPEARS از یک پروژه باتری قبلی که Lin و Dornbusch روی آن کار می‌کردند، که بر کاربردهای هوانوردی متمرکز بود، تکامل یافت.
جی سو، دانشمند مواد پلیمری و مسئول کار در ناسا لانگلی، گفت: "بازار بالقوه برای باتری های حالت جامد بسیار گسترده است." خودروها، تلفن های همراه، دستگاه های ارتباطی، هواپیماهای بدون سرنشین - هر چیزی که به منبع تغذیه قابل حمل نیاز دارد.
پروژه SPEARS در سال 2026 با تأمین مالی از طریق بخش تحقیقات و فناوری پیشرفته در اداره مأموریت تحقیقات و فناوری آژانس آغاز شد. این پروژه قرار است در اولین مراحل خود قبل از تغییر بالقوه به سمت همکاری تجاری بر توسعه فناوری تمرکز کند. مرکز تحقیقات ایمز ناسا در دره سیلیکون کالیفرنیا در حال کار بر روی توسعه سخت‌افزارهای پروازی مانند تخته‌های آزمایشی و تجهیزات الکترونیکی برای کمک به آماده‌سازی باتری‌های SPEARS برای پرواز فضایی و آزمایش آنها در محیط‌های فضایی است.
به اشتراک بگذارید
جزئیات
آخرین به روز رسانی
14 اکتبر 2026
شرایط مرتبط
مرکز تحقیقات لنگلی
برنامه توسعه تغییر بازی
مرکز تحقیقات گلن
اداره مأموریت تحقیقات و فناوری
اداره ماموریت فناوری فضایی
تکنولوژی
فناوری برای زندگی در فضا
تحقیقات فناوری
کاوش بیشتر
3 دقیقه مطالعه
طوفان سیمون در سواحل مکزیک کمین کرده است
اگرچه این طوفان در فراساحل باقی ماند، اما این طوفان مناطق ساحلی را با بادهای شدید و جاری شدن سیل در گرفت - و تولید…
مقاله 11 ساعت پیش
2 دقیقه مطالعه
ماموریت SSPICY ناسا برای نشان دادن فناوری های بازرسی در فضا
مقاله 6 روز پیش
2 دقیقه مطالعه
چالش زمین‌سازی قمری
مقاله 1 هفته پیش
متن اصلی (انگلیسی)
NASA Develops Batteries to Power Humanity’s Return to Moon
If you’ve ever had your car start sluggishly, or not at all, on a particularly frigid winter morning, you know standard batteries do not like extreme cold. That’s why NASA researchers are working to develop a battery that could function in the brutal cold of the Moon’s South Pole, where nighttime temperatures plunge to minus […]