Lunární rover Artemis vybavený pokročilou technologií baterií GM

Je těžké si představit náročnější prostředí pro automobilovou baterii, než je povrch Měsíce, a přípravy na program Artemis NASA nám dávají šanci porovnat průkopnickou technologii 70. let s tím, kde jsme o 50 let později.

Artemis – pojmenovaná po starověké řecké bohyni Měsíce – je vícestupňový projekt, jehož cílem je vybudovat vesmírnou stanici na oběžné dráze Měsíce, která bude podporovat výpravy s posádkou na jižní pól Měsíce. Pro Artemis V, jeho pátý stupeň, plánovaný na rok 2030 nebo později, mají mít astronauti po ruce otevřenou buginu, která je může převézt po měsíčním povrchu, když se hodí.

Tři konsorcia soutěží o dodávku buggy s názvem Lunar Terrain Vehicle (LTV), současnou verzi Lunar Roving Vehicle poprvé nasazenou s misí Apollo 15 v roce 1971. Jedna, Lunar Outpost, čerpá z automobilového giganta GM pro svou baterii, podvozek a prvky autonomního ovládání a GM nedávno předvedlo, jak bude splňovat požadavky NASA na baterie.

Okamžité je poznat, že baterie napájející původní Lunar Rover byla jednorázová položka, kterou nebylo možné dobíjet, když se vybila. To omezilo Rover na celkový dojezd 57 mil (92 km), který posádka Apolla 15 sdílela se dvěma misemi, které po něm následovaly.

LTV přinese mnohem lepší návratnost za úsilí vynaložené na to, aby se dostal na Měsíc, a nabídne astronautům takovou užitečnost, jakou byste očekávali od pozemského auta. Očekává se, že jeho dobíjecí baterie bude sloužit po dobu 10 let a poskytne mu dojezd minimálně 19 000 mil (30 000 km). To je velká užitečnost pro vozidlo s cílovou maximální rychlostí 15 mph (25 km/h), u kterého se očekává, že bude jezdit většinou rychlostí pod 9 mph (14,5 km/h) kvůli podmínkám s nízkou přilnavostí a nízkou gravitací, ve kterých bude pracovat.

General Motors

Deset let na Měsíci vystavuje baterii ve čtrnáctidenních intervalech extrémnímu horku a chladu, přičemž teploty během lunární noci klesají až na -334 °F (-173 °C) a v blízkosti tohoto extrému se udrží po dobu dvou týdnů. Vzhledem k tomu, že solární dobíjení nebude v těchto obdobích možné, potřebuje sofistikovanou izolaci a kapacitu pro prodloužené samoohřev.

Baterie musí být také velmi spolehlivá. Bugina je určena pro cesty blízko základny, funguje podobně jako džípy z korejské války, které někteří z nás znají z filmu a dlouhotrvajících televizních seriálů. KAŠE. Ale Měsíc je to poslední místo, kde byste chtěli, aby se vám porouchalo auto, dokonce i blízko domova.

GM neplánuje zcela nové složení baterií, které by tyto požadavky splnilo, místo toho přizpůsobuje svůj nejnovější design bateriím pozemních osobních a nákladních automobilů. Říká se, že koncept Lunar Outpost LTV bude napájen lithium-iontovými bateriemi s katodami NCMA s vysokým obsahem niklu (nikl-kobalt-manganový oxid hliníku) a že budou zabudovány do šasi LTV, aby se optimalizovalo jeho těžiště. Je to variace chemie používané ve všech současných GM EV, včetně GMC Hummer EV a Chevrolet Equinox EV.

Aby baterie získaly mimozemskou robustnost, kterou budou potřebovat pro průzkum Měsíce, GM je postaví tak, aby byly odolné vůči poruchám – budou i nadále fungovat v případě, že některé články selžou – a přidá topná tělesa a značnou tepelnou izolaci.

Pro maximalizaci spolehlivosti jsou baterie vyvíjeny s tím, co manažer architektury baterií a systému GM Madhu Raghavan popisuje jako „super-přesné laserové svařování“ a skenování „bleskovou termografií“, aby bylo možné přesně posoudit každý svar a předejít defektům. Technologie skenování byla původně vyvinuta pro baterie v pozemských elektromobilech.

General Motors

Kromě sdílení podobné technologie baterií s Hummerem EV zahrnuje design LTV Lunar Outpost technologii jízdy v terénu od GMC e-4×4 směrem k efektivnější navigaci na povrchu Měsíce s udusaným prachem, pískem, oblázky a dalším proměnlivým, nepředvídatelným terénem.

„GMC Hummer je super náklaďák a tohle je super náklaďák pro Měsíc,“ řekl minulý týden Matt Nassoiy, manažer programového inženýrství pro práci GM na lunárním projektu. „Má mnoho funkcí Hummeru, ale je přizpůsoben pro extrémnější prostředí.“

Pro řízení kol s vektorem točivého momentu, řízení trakce a přesnou manévrovatelnost je Lunar Outpost LTV poháněn čtyřmi elektromotory, o jeden více než samotný Hummer EV. Bude také obsahovat některé funkce Hummer EV, jako je Crab Walk, zatímco další motor a zvýšená úroveň řízení jednotlivých kol umožní další funkce, jako je otáčení s nulovým bodem.

General Motors

LTV byl vyvinut pro snadný přístup a ovládání pro lidi ve skafandrech, ale očekává se, že většinou bude řídit sám s minimálním dohledem, nebo jej bude ovládat řidič na Zemi. K tomuto účelu bude využívat různé senzory, včetně LiDAR, radaru a kamer s vysokým rozlišením.

„Snažíme se udržet [astronauts‘] kognitivní zátěž co nejnižší,“ poznamenává Nassoiyův kolega Dave Robinson. „Musí být snadné řídit a vozidlo musí být stabilní.“

Existují plány na sledování nasazení LTV s přetlakovým roverem, který by mohl podporovat astronauty na delších cestách. NASA se zaměřila na revizi Měsíce ve svém rozpočtu na příští rok a navrhla navýšení o 7 miliard USD na průzkum Měsíce a Marsu navzdory celkovému snížení rozpočtu o 24 %.

Rozhodnutí NASA o tom, který ze tří návrhů LTV bude přijat, se očekává letos. Očekává se, že Artemis V bude třetím lunárním přistáním s posádkou ze série Artemis a prvním, který astronautům dodá vozidlo.

Zdroj: General Motors