НАСА создает батарею для спускаемого зонда на Венеру с временем работы 120 дней

Отправка посадочного модуля на Венеру сопряжена с целым рядом серьезных технических проблем. Температура на поверхности планеты поднимается до 460° по Цельсию, а давление примерно в 90 раз выше, чем на уровня моря на Земле, поэтому спускаемый космический аппарат не имеет шансов прожить там долго,  — с каждой минутой повышаются шансы на то, что какой-то важный компонент зонда расплавится, будет раздавлен огромным давлением или корродирован кислотной атмосферой.

Поэтому несколько миссий спускаемых аппаратов на Венеру, которые добрались до поверхности, — например, советские миссии «Венера» — длились всего два часа или меньше. Рекорд жизнедеятельности, установленный «Венерой 13» в 1982 году, составляет два часа и семь минут.

Любые будущие посадочные модули или вездеходы должны будут обладать выдающимися защитными характеристиками, чтобы выжить на поверхности Венеры в течении сколь-нибудь продолжительного времени.

Но есть еще одна проблема: создание батарей, способных работать достаточно долго в адских условиях Венеры, чтобы посадочная миссия стоила затраченных усилий.

Для решения этой проблемы НАСА работает с компанией Advanced Thermal Batteries (ATB), и вместе они создали первую батарею, которая продемонстрировала способность работать при температуре Венеры в течение всего венерианского дня, который длится примерно 120 земных дней.

Батарея основана на недолговечных системах тепловых батарей, используемых для питания ракет. Она состоит из 17 отдельных элементов и использует специально разработанные химические и конструкционные материалы.

Хотя батарея все еще находится в разработке, инженеры воодушевлены тем, что проведенные испытания демонстрируют, что эти типы батарей способны работать в суровых условиях, таких как на Венере.

Кроме того, этот передовой тип аккумуляторной технологии может стать новым устройством для хранения энергии для будущих исследований Солнечной системы.

«Недавняя демонстрация аккумуляторной технологии с улучшенной архитектурой и электрохимией с низким саморазрядом является огромным достижением, которое многие, возможно, не считали возможным», — говорится в пресс-релизе НАСА.

Батареи кажутся единственным решением для питания посадочного модуля Венеры. Солнечные панели нежизнеспособны из-за уровня освещенности поверхности, сравнимого с очень пасмурным днем ​​на Земле, а современные конструкции солнечных панелей не выдерживают высокого поверхностного давления.

Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РТГ) требует доставки источника тепла на поверхность Венеры, и, поскольку управление теплом уже является серьезной задачей миссии, этот метод не является хорошим вариантом.

На Венере тепловые батареи могут использовать атмосферные условия окружающей среды для нагрева специального высокотемпературного электролита, который является твердым и инертным при стандартной комнатной температуре. Кроме того, они могут оставаться в рабочем состоянии без теплоизоляции.

НАСА заявляет, что новый подход к батареям продемонстрировал работу при высоких температурах в течение беспрецедентных периодов времени и закладывает основу для новой парадигмы в технологии батарей и для спускаемых аппаратов на Венеру.

Работа над новым типом тепловой батареи является частью текущей работы Исследовательского центра Гленна НАСА по разработке небольшого посадочного модуля для Венеры под названием Long-Lived In situ Solar System Explorer (LLISSE).

В программе используются последние достижения в области высокотемпературных систем и новая концепция, позволяющая проводить операции на поверхности Венеры в течение 60 и более дней, пока посадочный модуль собирает научные данные и передает их на орбитальный аппарат.

LLISSE должен весить примерно 10 кг и нести набор небольших датчиков для измерения ветра, яркости, температуры, давления и содержания ключевых химических компонентов атмосферы. LLISSE будет полной системой с электроникой, средствами связи и приборами, для работы которых потребуется батарея.

Инженеры ATB говорят, что полный прототип аккумуляторной системы будет продемонстрирован в течение следующих 18 месяцев.