Pour installer durablement astronautes, rovers et instruments scientifiques sur la Lune, la NASA doit résoudre un problème aussi banal sur Terre que redoutable dans l’espace : la batterie. Avec le projet SPEARS, l’agence américaine développe des accumulateurs à électrolyte solide capables de survivre aux écarts de température extrêmes rencontrés notamment au pôle Sud lunaire.
Des batteries solides qui supportent jusqu’à -170 °C
Les batteries lithium-ion classiques utilisent un électrolyte liquide qui peut geler à très basse température, s’évaporer dans le vide ou devenir inutilisable sous une chaleur excessive. Sur la Lune, où certaines zones plongent autour de -200 °C pendant la nuit, ces contraintes imposent des systèmes de chauffage lourds et particulièrement énergivores.
SPEARS, acronyme de Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space, remplace ce liquide par un électrolyte solide en céramique ou en polymère. Lors d’essais sous vide thermique, les prototypes ont fonctionné normalement jusqu’à -60 °C, avec des performances encore exploitables à -80 °C. Surtout, ils ont résisté sans dommage à des cycles allant approximativement de -170 °C à 100 °C.
Moins de chauffage pour les futures missions Artemis
Ces batteries ne peuvent pas délivrer de puissance à -170 °C, mais leur électrolyte ne gèle pas. Il suffit donc de les réchauffer jusqu’à leur température opérationnelle plutôt que de les maintenir constamment au chaud. Cela pourrait alléger considérablement les équipements thermiques des rovers, habitats et instruments scientifiques destinés aux futures missions du programme Artemis.
La NASA prévoit d’utiliser ces accumulateurs pour des outils destinés aux cratères lunaires plongés dans l’ombre permanente, des systèmes d’urgence pour astronautes ou des véhicules d’exploration. Ces besoins deviennent d’autant plus importants que l’agence prépare une présence durable au pôle Sud de la Lune.
Encore expérimental, SPEARS doit maintenant gagner en performances et préparer de futurs essais en environnement spatial. La technologie pourrait ensuite dépasser le seul cadre lunaire : drones, véhicules, télécommunications et équipements terrestres opérant dans des froids extrêmes pourraient eux aussi bénéficier de ces batteries capables d’hiberner sans mourir.
