Лаборатория NASA в Кливленде испытывает новую систему регенеративных топливных элементов, которая должна стать альтернативой солнечным панелям во время длительных миссий на Луне. Это устройство функционирует подобно аккумулятору, объединяя и расщепляя водород и кислород для выработки электроэнергии, что является критически важным для работы оборудования во время двухнедельных лунных ночей, когда солнечный свет полностью отсутствует. Проект разрабатывается как ключевой инструмент для программы Artemis, которая готовит возвращение людей на спутник Земли.
Технические параметры системы впечатляют своей сложностью, ведь конструкция, которую инженеры сравнивают по размерам с небольшим седаном, содержит 270 датчиков и около 1000 отдельных компонентов. Несмотря на габариты, разработчики утверждают, что вес установки существенно меньше традиционных аккумуляторных систем аналогичной мощности. Процесс предусматривает выделение тепла и воды в качестве побочных продуктов, а для восстановления запасов энергии система с помощью внешнего источника питания расщепляет воду обратно на водород и кислород.
Процесс тестирования, который длится с 2019 года, требует использования кранов для манипуляций с цилиндрическим блоком, состоящим из многих плоских элементов, и проводится дистанционно из отдельного помещения. Команда под руководством Керриган Кейн планирует завершить разработку до сентября 2027 года, параллельно решая технические проблемы с хранением газов. Успех этого этапа позволит NASA перейти от лабораторных испытаний к имитации реальных условий поверхности Луны, где температура колеблется от -180 до 120 градусов Цельсия.
Важность разработки обусловлена неэффективностью современных литий-ионных аккумуляторов, которые не имеют достаточной плотности энергии для обеспечения длительного пребывания на лунной поверхности. Исследования показывают, что регенеративные топливные элементы способны хранить в 3,4 раза больше энергии при той же массе, что делает их более привлекательными по сравнению с традиционными решениями. Вместе с партнерами Giner, Inc. и Infinity Fuel Cell и Hydrogen, Inc., NASA уже получила прототип, который продемонстрировал более 500 часов автономной работы в 2024 году.
Эта технология является неотъемлемой частью амбициозного плана NASA, который предусматривает создание постоянной лунной базы к 2030 году. Программа Artemis требует не менее 79 запусков и строительства пяти жилых модулей, общая стоимость которых оценивается в 30 миллиардов долларов. Хотя ядерные энергетические установки также рассматриваются как вариант, именно топливные элементы должны стать основным источником энергии для роверов и сред обитания, обеспечивая жизнедеятельность астронавтов во время первых длительных миссий, запланированных на период после 2028 года.
