FUENTE DE ALIMENTACIÓN PARA ROBOTS LUNARES

Las baterías en estado sólido llegarán a la luna en 2021

El programa HAKUTO-R, gestionado por ispace, contará con la colaboración de NGK Spark Plug para el desarrollo de baterías de electrolito sólido cerámico, encargadas de suministrar energía de forma estable a los vehículos eléctricos de exploración lunar.

La baterías de electrolito sólido de NGK se utilizarán para alimentar los robots y los landers, los módulos de aterrizaje lunar.
La baterías de electrolito sólido de NGK se utilizarán para alimentar los robots y los landers, los módulos de aterrizaje lunar.

La compañía japonesa ispace, centra su atención en la luna con el objetivo de explotar sus recursos hídricos para crear una infraestructura sostenible y una economía basada en ella para hacer sostenible la vida en la tierra en un futuro. La empresa ha anunciado la colaboración de NGK Spark Plug, un proveedor estadounidense con más de 80 años de experiencia en la fabricación de bujías y sensores, en su programa de exploración lunar HAKUTO-R, en el que se probará la tecnología de baterías en estado sólido para el suministro de energía estable en 2021.

La empresa ispace desarrolla vehículos eléctricos robotizados para la exploración lunar con el objetivo de competir por los contratos de transporte y misiones de exploración de las agencias espaciales públicas y la industria privada. Ya ha firmado asociaciones con la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y el Gobierno de Luxemburgo y lleva recaudados 95 millones de dólares en subvenciones.

Prototipo de batería de estado sólido NTK

Prototipo de batería de estado sólido NTK.

En la actualidad gestiona el programa HAKUTO-R, uno de los cinco finalistas del Google Lunar XPRIZE, una competición espacial organizada por la Fundación X Prize, y patrocinada por Google que anunció sus ganadores en 2007. El reto consistía en lanzar una sonda espacial a la luna, aterrizar en ella y hacer funcionar un pequeño rover por su superficie.

HAKUTO-R incluye dos misiones de exploración lunar. La primera consiste en orbitar a su alrededor en 2020 y la segunda, en 2021, aterrizar y transportar los vehículos lunares. En ambas misiones el transporte se realizará en el cohete Falcon 9, fabricado por la empresa de Elon Musk Space X.

Con el objetivo de proporcionar una solución de almacenamiento de energía estable en la luna, NFK Spark Plug colaborará en el proyecto para realizar la primera prueba de la tecnología de baterías de estado sólido en la luna. El mayor reto que debe superar allí una fuente de energía, poder llevar a cabo una exploración lunar continua, es ser capaz de soportar las temperaturas extremadamente frías de la noche lunar, sobre todo en las en las regiones permanentemente sombreadas de sus polos.

Una fuente de alimentación estable es fundamental para la exploración y el desarrollo posterior de infraestructuras en la luna. Las baterías de iones de litio con electrolito líquido no son adecuadas para las condiciones lunares. Los polos de la Luna pueden alcanzar una temperatura de -150°C, a la que el electrolito se congelaría, expandiendo su volumen y dañando la estructura interna de la batería. 

Sorato, el rover lunar del proyecto HAKUTO-R

Sorato, el rover lunar del proyecto HAKUTO-R.

Hasta ahora, la solución que se emplea para mantener el electrolito de las baterías por encima de las temperaturas de congelación ha sido utilizar un generador de calor alimentado por isótopos radioactivos, que pueden ser peligrosos. La tecnología de baterías de estado sólido utiliza un material sólido, evitando los problemas de congelación. Además, son más seguras y más compactas en comparación con las baterías convencionales de litio.

Desde 2016, NGK ha investigado y desarrollado baterías de electrolito cerámico a base de óxido de litio para sus bujías de encendido, con el objeto de brindar a este componente una temperatura de operación más amplia y mayor seguridad, eliminando el riesgo de combustión y de fugas de gas peligrosas.

Su experiencia en materiales cerámicos y su procesamiento le ha permitido mejorar el rendimiento de estas baterías. Además ha logrado hacerlas especialmente pequeñas y compactas, una cualidad clave para los futuros robots espaciales en los que el espacio es especialmente limitado. Gracias a su capacidad de no sinterizar los electrolitos a base de óxido, que precisa de un tratamiento a alta temperatura, las baterías pueden escalarse a mayores tamaños para utilizarlas en múltiples aplicaciones, y alimentar los módulos de aterrizaje lunar.

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