Együttműködési megállapodást írt alá a Honda és a Japán Űrügynökség

• Olyan „Körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer” kidolgozását tűzték ki célul, ami biztosíthatja a Hold-felszínt vizsgáló emberek élettereinek elektromos ellátását
• A korábbinál is szorosabb együttműködés bizonyságaként új szerződést írtak alá, melynek értelmében 2024. március 31-re már a prototípus is elkészülhet

Kutatásra és fejlesztésre vonatkozó együttműködési megállapodást ¹ írt alá a Honda és a Japán Űrügynökség (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA). A közös munka célja, hogy olyan „Körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer” szülessen, ami képes elektromossággal ellátni az emberi tartózkodásra szánt tereket, valamint a holdjáró közlekedési eszközöket. A szerződés értelmében a JAXA megbízza a Hondát, hogy vezesse az első tanulmányok kidolgozását, majd a 2023-as japán üzleti év végére, azaz 2024. március 31-ig dolgozzon ki egy kísérletezésre alkalmas, úgynevezett vágódeszkamodellt ².

A körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer egy – nagy nyomáskülönbséget kihasználó – elektrolizáló berendezésre, valamint egy üzemanyagcellára épül, feladata, hogy folyamatos oxigén-, hidrogén- és áramellátást biztosítson napenergia és víz felhasználásával. Miután a JAXA és Honda vezetői 2020 novemberében először írtak alá együttműködési szerződést, a Honda megkezdte az innovatív, Holdon is alkalmazható eszközzel kapcsolatos kutatásokat. Az új kutatási és fejlesztési megállapodás ismét jelentős lépés a Hondának.

Képünkön a „Körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer” figyelhető meg a Hold felszínén ©JAXA/Honda

A Honda körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszeréről általában

Az Egyesült Államok által vezetett Artemis űrkutatási programban Japán is részt vesz. A kezdeményezés fő célkitűzése, hogy a 2020-as évek második felében emberek végezhessenek vizsgálatokat a Hold felszínén. Ehhez meg kell oldani 1.) a holdjárók mozgatásához szükséges áram előállítását, 2.) és ahhoz is elektromosság szükségeltetik, hogy a holdjárók kabinját emberi tartózkodásra alkalmassá tegyék.

A Hold-felszín legkevésbé napsütötte részein 14 naponta váltja egymást a nappal és az éjszaka. Amikor süt a nap, napelemek segítségével megoldható az elektromosság előállítása, a sötét időszakokban viszont másként kell biztosítani az áramellátást. Akkumulátorokban tárolható lenne a napenergia, ez azonban nem jöhet szóba, ugyanis a telepek átszállítása a Holdra rendkívül energiaigényes és drága.

A problémát a Honda által fejlesztett „Körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer” orvosolhatja, amire azért esett a választás, mert kisebb és könnyebb, mint az akkumulátorok.

Hogyan működik és mire képes a „Körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer”?

A „Körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer” a Honda által fejlesztett, nagy nyomáskülönbséget kihasználó elektrolizáló berendezésre, illetve a hozzá kapcsolódó üzemanyagcellára épül. A rendszer roppant praktikus, ugyanis a nappali időszakokban – napenergia segítségével – oxigénre és hidrogénre bontja a vizet, éjszaka pedig megfordítja a folyamatot, azaz elektrolízis zajlik. Ez azt jelenti, hogy a tartályokban tárolt oxigén és hidrogén vízzé áll össze, s közben elektromosság keletkezik, amit az űrben élő emberek hasznosíthatnak.

A nagy nyomáskülönbséget kihasználó vízbontó a Honda saját fejlesztése, legfőbb előnye, hogy kompakt, ugyanis – a hagyományos berendezésekkel szemben – nem szükséges kompresszor a hidrogén sűrítéséhez. Ráadásul a „Körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer” nagyobb fajlagos energiával (egységnyi tömegre jutó energia)³ büszkélkedhet az akkumulátoroknál, tehát kisebb tömegből kinyerhető ugyanannyi energia. E két tulajdonságnak köszönhetően jelentősen csökkenthető a szállító űrhajó terhelése, ami az egyik legnagyobb kihívás az efféle utak során.

A Honda mérnökei évek óta dolgoznak hidrogénalapú technológiákon. Erről tanúskodik, hogy a világ első vállalataként kezdte meg az üzemanyagcellás járművek lízingalapú értékesítését 2002-ben, sőt jó pár esztendeje zajlik a nagy nyomáskülönbséget kihasználó, intelligens elektrolizáló állomások tervezése és üzembehelyezése is. A JAXA-val közösen végzett munka során a Hondának lehetősége nyílik felhasználni azt az elképesztő mennyiségű tapasztalatot, amit a hidrogéntechnológia kapcsán szerzett.

1^ A szerződés a tervekre, illetve az emberi irányítású, hermetikusan zárt holdjárók energia-visszanyerő üzemanyagcella-rendszerének kidolgozására vonatkozik. Az energia-visszanyerő üzemanyagcella-rendszer alapját egy vízelektrolizáló eszköz és egy üzemanyagcella adja. Előbbi oxigénre és hidrogénre bontja a vizet, utóbbi pedig elektromosságot állít elő a két anyag felhasználásával. A Honda által fejlesztett energia-visszanyerő üzemanyagcella-rendszert „Körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer”-nek nevezik, ugyanis a japán márka nagy nyomáskülönbséget kihasználó elektrolizálóberendezésére épül.

2^ Az űrbe szánt eszközök fejlesztése jelenleg a prototípusok építésénél tart, melyeket vágódeszka-, tervezési és repülésre kész modellként emlegetnek, attól függően, hogy a fejlesztés mely fázisában állnak.

3^ Az energiasűrűség 480 Wh/kg, sőt az energia-visszanyerő üzemanyagcelláknál ennél is nagyobb. Az „energia-visszanyerő üzemanyagcella” egy általános műszaki kifejezés a Honda által fejlesztett „Körforgásos, megújuló energiákon alapuló rendszer”-re. Nagyjából 200 Wh/kg a Holdra szálláshoz fejlesztett lítium-ion akkumulátorok esetében.

Forrás: Hitoshi Naito: Energy Storage Devices for Space Exploration, Japán Űrügynökség 2016 GS Yuasa technikai beszámoló (internetes) https://www.gs-yuasa.com/jp/technology/technical_report/pdf/vol13_2/13_02_001.pdf (japán nyelvű)