4人の研究者が小さな青いクレーンを使って、銀と金のソーダ缶を重ねて平らにしたような円筒形の燃料電池を空中に持ち上げ、車輪の付いた長方形のカートに降ろした。 270 個近くのセンサーと 1,000 個のコンポーネントがあるシステムから延びるパイプとワイヤーのもつれ。
クリーブランドにあるNASAのグレン研究センターのチームのチーフエンジニアであるケリガン・ケイン博士は、「これは巨大企業だ。再生型燃料電池システムとして知られるこの技術を今後数カ月かけてテストする準備をしている」と語った。
このシステムはセダンと同じくらいの長さ、人の背丈ほどもあり、充電式バッテリーのように機能し、アルテミス計画による将来の月へのNASAのミッション中にエネルギーを貯蔵する方法に革命をもたらす可能性がある。電力が必要な場合、水素と酸素を水、熱、電気に結合し、水をすべて月面で水素と酸素に分解して「再充電」するように設計されています。
「これは生息地、探査車による探査、そしてアルテミスの下で検討されているシステムの多くにとって理想的な技術だ」とケイン氏は語った。 「月面での長期的かつ持続可能な人類の存在を開発するには、それらのニーズを満たす電力およびエネルギー貯蔵ソリューションが必要です。再生型燃料電池は、そのパズルに完全に適合します。」
この技術は同等のバッテリーシステムと比べて軽量でありながら同量のエネルギーを蓄えることができ、2週間近く続く寒くて暗い月夜でも動作する可能性がある。また、その充電機能により、宇宙飛行士は地球から新たに供給される物品を必要とせずに、月面の資源とエネルギーを最大限に活用できるようになります。
今後のテストは、5 年以上の研究の集大成です。このシステムは NASA グレンで設計および組み立てられました。研究者らは、テクノロジーの仕組みの基本を理解し、修正を加えるために、2025 年に初期テストを完了しました。
現在、チームは、充電中に生成される水素と酸素のガスを初めて貯蔵するシステム全体の運用に向けて準備を進めており、大きなマイルストーンを通過しようとしている。彼らは、重要なデータを収集し、さらなる課題を特定し、月面ミッションに向けて技術をさらに進歩させたいと考えています。
平均的な試験日には、研究者らはNASAのグレン燃料電池試験研究所にあるシステムが設置されている試験セルの分厚い両開きドアを確保し、近くの制御室に向かい、システムの遠隔操作を開始する。テストがオンになって開始されると、研究者の介入なしにテクノロジーが自動的に動作します。
「これらのテストは重要なデータを生成するため、毎日が刺激的です」とケイン氏は語った。 「この取り組みは、数え切れないほどの時間をかけた作業によって可能になりました。燃料電池技術に対する熱望は非常に大きいので、毎朝起きて『アルテミスに備えられるように、前進し続けなければなりません』と言うのが非常に簡単になります。」
研究者らは、テストから得た教訓を活用して、再生型燃料電池技術をさらに進歩させていきます。このシステムを月に打ち上げる前に、研究者らは実験室の外でテストする予定だ。
「私たちは月面にいる状態をシミュレートし、制御された実験室環境と比較してはるかに過酷な条件でもシステムが動作できることを実証したいと考えています」とケイン氏は語った。
ケイン氏と彼のチームは、自分たちの研究が将来の NASA 深宇宙ミッションに与える可能性のある影響を考慮すると、複雑な再生型燃料電池システムに取り組むことはやりがいがあると同時にやりがいがあると述べました。
「月面で持続可能な存在を構築するには、NASA と産業界との多大な協力が必要なチームの取り組みです」とケイン氏は語った。
NASA の再生型燃料電池プロジェクトは、バージニア州ハンプトンにある NASA のラングレー研究センターで管理されている宇宙技術ミッション総局のゲームチェンジャー開発プログラムによって資金提供されています。
