La NASA está desarrollando un nuevo tipo de batería que podría revolucionar las operaciones en la Luna. El proyecto, denominado Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space (SPEARS), busca crear baterías de estado sólido capaces de funcionar en las gélidas temperaturas del polo sur lunar, donde las noches alcanzan los -200 °C (-328 °F). Este avance es crucial para el programa Artemis, que pretende establecer una presencia humana sostenida en la Luna.
El equipo de investigadores del Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, liderado por Donald Dornbusch, ha estado trabajando en reemplazar los electrolitos líquidos de las baterías de iones de litio convencionales por materiales sólidos cerámicos o poliméricos. Esta innovación permitiría que las baterías operen de manera segura y confiable en el ambiente extremo de la Luna, desde el calor del día lunar hasta el frío intenso de la noche.
El desafío de las temperaturas extremas
Las baterías de iones de litio que usamos a diario, como las de nuestros teléfonos celulares o laptops, tienen una debilidad crítica: dependen de electrolitos líquidos. Si se enfrían a las temperaturas nocturnas de la Luna, el líquido se congela y puede dañar la batería. Si se calientan demasiado, como en el día lunar donde se alcanzan los 100 °C (212 °F), dejan de funcionar hasta que se enfrían. Además, en el vacío del espacio, el líquido se evapora.
Las baterías SPEARS resuelven estos problemas al utilizar un electrolito sólido. Durante las pruebas de vacío térmico realizadas en el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, prototipos de celdas de batería operaron correctamente hasta los 80 °C (176 °F), y con un rendimiento ligeramente reducido hasta los -80 °C (-112 °F). “Demostramos por primera vez que estas celdas pueden funcionar hasta los -80 grados Celsius”, afirmó Yi Lin, líder de pruebas e investigación de SPEARS en Langley.
Resistencia a los ciclos térmicos lunares
Las baterías deben soportar los drásticos cambios de temperatura entre el día y la noche lunar. Las pruebas mostraron que después de exponerse a extremos que van desde los 100 °C (212 °F) hasta los -170 °C (-274 °F), las baterías SPEARS no sufren daños. Aunque ninguna batería puede funcionar a -274 °F, al no congelarse el electrolito sólido, las baterías sobreviven a esas temperaturas. Para reactivarlas, se utilizan pequeños calentadores que las llevan a su temperatura operativa.
Esta característica reduce la necesidad de pesados sistemas de gestión térmica en naves espaciales y hábitats lunares, lo que permite diseños más ligeros, costos menores y misiones más largas. Las aplicaciones son casi ilimitadas: desde herramientas pequeñas como taladros que deben operar en cráteres lunares en sombra, hasta rovers y paquetes de energía de emergencia para astronautas. También podrían alimentar instrumentos científicos de larga duración.
Aplicaciones en la Tierra
Aunque SPEARS está diseñado para el espacio, la tecnología podría transferirse a aplicaciones terrestres. De hecho, el proyecto evolucionó de un proyecto anterior de baterías enfocado en aplicaciones aeronáuticas. “El mercado potencial para las baterías de estado sólido es muy amplio”, comentó Ji Su, científico de materiales poliméricos y líder de tareas en Langley. “Automóviles, teléfonos celulares, dispositivos de comunicación, drones: cualquier cosa que necesite una fuente de energía portátil”.
El proyecto SPEARS comenzó en 2026 con financiamiento de la división de Investigación y Tecnología Avanzada de la Dirección de Misión de Tecnología e Investigación de la NASA. En sus primeras etapas se enfocará en el desarrollo tecnológico, antes de posiblemente pasar a la colaboración comercial. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley está trabajando en el desarrollo de hardware de vuelo, como tarjetas de prueba y electrónica, para preparar las baterías SPEARS para el vuelo espacial y probarlas en entornos espaciales.
Este avance representa un paso fundamental para la exploración lunar sostenible y podría tener un impacto significativo en la tecnología de baterías en la Tierra, allanando el camino para dispositivos más seguros y eficientes en condiciones extremas.
