Un vecchio proverbio recita “nella botte piccola c’è il vino buono“. Nessuno lo sa meglio del Dr. Luke Roberson, ricercatore per Flight Research presso l’Exploration Research and Technology Directorate al Kennedy Space Center della NASA in Florida.
Il Dr. Roberson sta collaborando con il Dr. Ryan Karkkainen, un esperto di materiali compositi presso l’Università di Miami, alla ricerca di un nuovo prototipo di batteria allo stato solido. La tecnologia di questa batteria è stata sviluppata da Xiangyang Zhou, professore associato di Ingegneria Meccanica ed Aerospaziale.
La creazione della struttura della batteria potrebbe rivoluzionare il modo in cui la NASA lavora con i piccoli payload. Invece di utilizzare una batteria esterna, come avviene ora, aumentando così il volume di carico fino al 35%, si incorporerà la batteria nello stesso carico utile, avendo più volume a disposizione per altri esperimenti
ha dichiarato Roberson.
Lo spessore della nuova batteria è di solo 3 mm, permettendone, così, l’uso in microsatelliti, tra cui i CubeSat. La partnership con l’Università è finanziata grazie al programma Small Spacecraft Technology.
I CubeSat sono grandi, all’incirca, quanto un tostapane e vengono immessi in orbita come payload secondario insieme a carichi utili più grandi. Queste nuove batterie permetteranno, a questi microsatelliti, di occupare circa un terzo dello spazio attuale, facendo in modo di poterne lanciare in orbita molti più.
Nel progetto sono coinvolti, anche, tre studenti dell’Università che stanno lavorando insieme al Dr. Roberson.
Il Dr. Perez studia i compositi per l’involucro delle nuove batterie
Daniel Perez, dottorando presso l’Università di Miami, ha visitato il Kennedy Space Center per imparare a produrre le parti strutturali del prototipo della batteria.
Nel Prototype Lab, Perez ha disposto uno sopra l’altro diversi quadratini in fibra di carbonio in un sacco a vuoto. Successivamente ha utilizzato un tubo di aspirazione per estrarre via tutta l’aria dal sacco e fare in modo, così, che le fibre si comprimessero. Questo processo prende il nome di debuckling. Dopo circa un’ora, ha spostato i quadratini di fibra in un forno a 250 gradi, dove ha avuto luogo il processo di cura della resina epossidica.
Perez al lavoro sulla struttura in composito della batteria
Perez produrrà molti pezzi nello stesso modo, i quali serviranno come involucro della batteria.
Intanto a Miami, altri due studenti stanno lavorando, insieme al Dr. Zhou, ad un prototipo della struttura a stato solido della nuova batteria, che verrà incorporata tra i layer di fibra di carbonio compressa prodotti da Perez.
Lo stesso dottorando ha dichiarato:
E’ una grandissima esperienza quella di poter imparare come produrre compositi direttamente dagli esperti che lavorano al Kennedy Space Center. Sarò in grado di mettere a frutto le conoscenze che ho acquisito qui per migliorare le performance meccaniche del prototipo della nuova batteria.
Roberson ha affermato che il rinforzo in composito e tutti i test meccanici ed elettici sulla batteria verrano svolti presso il Kennedy Space Center.
Altri usi per queste nuove batterie
Secondo lo stesso scienziato, queste batterie potranno avere altri usi, oltre che i CubeSat.
“Questa tecnologia potrà essere usata sulla Stazione Spaziale Internazionale, o per dare energia agli habitat che, in futuro, costruiremo su altri pianeti. Ma ci possono essere anche usi commerciali, come i caricatori per le batterie dei nostri tablet o dei nostri laptop”.
“Abbiamo un grande team al lavoro su questo progetto, e spero che presto questa tecnologia diventi un modo sicuro per immagazzinare energia elettrica durante, ad esempio, la sostituzione di parti elettriche in una vasta gamma di applicazioni” ha aggiunto Perez.
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