ناسا تعمل على بطاريات متقدمة حتى تتمكن روبوتات الهبوط من استكشاف كوكب الزهرة لفترة أطول

يقال أيضا أن كوكب الزهرة يشبه الأرض بسبب حجمه وتكوينه. (الصورة: الوثيقة ناسا)

جاكرتا - بصرف النظر عن المريخ ، يقال أيضا إن كوكب الزهرة يشبه الأرض بسبب حجمه وتكوينه. ومع ذلك ، فإن الظروف الجوية مختلفة تماما ، مما يعني أن الهبوط أو المركبات الجوالة لا يمكنها البقاء هناك لفترة طويلة.

الآن ، تخطط ناسا لمهمة جديدة إلى كوكب الزهرة ستستمر لفترة أطول قليلا. مستكشف النظام الشمسي طويل العمر في الموقع (LLISSE) هو مركبة هبوط صغيرة ولكنها قوية على كوكب الزهرة ستدرس الكوكب لعدة أشهر.

التحدي ، ناسا مطالبة ببناء بطاريات تعمل لعدة أشهر في ظروف تشبه كوكب الزهرة يمكنها إذابة لحام الرصاص ، وغلي المنحل بالكهرباء في خلايا البطارية ، وما يعادل أن تكون على بعد كيلومتر واحد تحت الماء.

مسلحا بهذه البطارية القوية ، يمكنه تشغيل LLISSE في واحدة من أكثر البيئات قسوة في النظام الشمسي.

على سطح كوكب الزهرة ، تصل درجات الحرارة إلى حوالي 465 درجة مئوية ، والتي يمكن أن تذوب الرصاص في الدوائر الكهربائية وتطبخ البطاريات القياسية. الغلاف الجوي لكوكب الزهرة هو أيضا رد فعل ويمكن أن يؤثر بسرعة على العديد من المواد مثل النحاس المستخدم في بناء المركبات الفضائية التقليدية.

وقد حدت هذه الظروف البيئية القاسية من عمر جميع مركبات الإنزال على كوكب الزهرة إلى حوالي ساعتين أو أقل، مما يجعل جمع البيانات مستحيلا لفترات طويلة من الزمن.

واجهت وكالة ناسا وشركة البطاريات الحرارية المتقدمة (ATB) هذا التحدي لمركبة هبوط طويلة العمر على سطح كوكب الزهرة. نتيجة لذلك ، يمكن أن تعمل البطارية الأولى في درجات حرارة كوكب الزهرة ليوم شمسي واحد على كوكب الزهرة (ما يعادل 120 يوما أرضيا).

تستخدم هذه التكنولوجيا الجديدة تصميما كيميائيا فريدا وقويا يستفيد من الأساليب المستخدمة غالبا لدفع الصواريخ الذكية.

لا يزال نظام البطارية هذا قيد التطوير ، لكن النتائج تشير حتى الآن إلى أن البطاريات القادرة على العمل في بيئات قاسية مثل كوكب الزهرة يمكن أن تصبح حقيقة واقعة قريبا ويمكن أن توفر جهازا جديدا لتخزين الطاقة لاستكشاف كوكب الزهرة في المستقبل.

بالإضافة إلى ذلك ، أجرت ATB أبحاثا وتطويرا كبيرا للبطاريات ، بما في ذلك بطارية ملح منصهر ذاتية التفريغ طويلة العمر ومنخفضة المعدل لمركبة الهبوط LLISSE Venus.

الهدف هو تطوير بطارية يمكن أن تدوم لمدة 60 يوما من عملية التفريغ المستمر لدعم عمليات الحافلات عند +25 فولت و -25 فولت في ظل ظروف قاسية على سطح كوكب الزهرة.

تستخدم البطاريات الحرارية إلكتروليت عالي الحرارة يكون صلبا وخاملا في درجة حرارة الغرفة القياسية. على كوكب الزهرة ، يمكن للبطارية الحرارية الاستفادة من الظروف الجوية المحيطة لتسخين المنحل بالكهرباء ويمكن أن تستمر في العمل دون الحاجة إلى العزل الحراري.

تتضمن الكيمياء الكهربائية للبطاريات الحرارية الموجودة درجة عالية جدا من التفريغ الذاتي (التفاعلات الكيميائية الداخلية التي تستهلك عمر البطارية). كيمياء البطارية والتعديلات المعمارية ضرورية لتطوير بطاريات طويلة العمر لسطح كوكب الزهرة.

ركزت أعمال تطوير بطاريات ATB حتى الآن على أنودات سبائك الليثيوم ، وكاثود كبريتيد المعادن ، وإلكتروليتات الملح المنصهر هاليد القلوية ، وقد نجح الفريق في تقليل تفاعلات البطارية الداخلية التي تنظم نفسها وتقلل من عمر البطارية وسعتها.

طورت ATB بطارية تلبي نطاق الجهد المستهدف وتعمل منذ 118 يوما ، أي ما يقرب من ضعف العمر المطلوب. تحتوي البطارية على 17 خلية فردية في سلسلة وهي مصممة كيميائيا وهيكليا خصيصا لتلبية متطلبات مهمة LLISSE.

الآن بعد أن تم إثبات قدرات البطارية الأساسية ، يجري العمل في ATB المخطط له لتحسين التصميم المتين لتحمل أحمال الصدمات والاهتزازات.

ستركز الجهود الإضافية على مبيت وعاء الضغط وجوانب التعبئة والتغليف للبطارية النهائية. ومن المتوقع أن يتم عرض نموذج أولي كامل لنظام بطارية فينوس في الأشهر ال 18 المقبلة.

"إن العرض الأخير لتكنولوجيا البطاريات ، مع هندستها المعمارية المحسنة والكيمياء الكهربائية منخفضة التفريغ الذاتي ، هو إنجاز كبير ربما لم يفكر فيه الكثيرون" ، قال مهندس مشروع ATB ، الدكتور كيفن ويباسنيك ، نقلا عن موقع ناسا ، الأربعاء ، 1 مارس.

تحتوي تقنية البطاريات ، مثل التقنيات الأخرى قيد التطوير لمركبة الهبوط السطحية طويلة العمر على كوكب الزهرة ، على مجموعة متنوعة من التطبيقات العلمية الأخرى بما في ذلك بعثات لاستكشاف عطارد أو النزول إلى الغلاف الجوي للعملاق الغازي.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن توفر هذه التكنولوجيا الطاقة حيث لا يمكن للأنظمة التقليدية العمل ، مثل المحركات النفاثة ذات درجة الحرارة العالية أو البيئات الصناعية القاسية.

للحصول على معلومات ، يحمل الكوكب التوأم للأرض أدلة علمية مهمة حول النظام الشمسي ، والكواكب حول النجوم الأخرى ، وكوكبنا. لا شك أن كوكب الزهرة يصبح مثيرا للاهتمام ليتم دراسته أكثر.