مشروع "دراسة في الموقع للتكنولوجيا الكهروكيميائية البصرية لـ بطاريات الليثيوم أيون تم تنفيذ مشروع "للتطبيقات الفضائية" على محطة الفضاء الصينية، حيث قام طاقم رواد الفضاء بإجراء تجارب مشتركة في المدار.
بطاريات الليثيوم أيون, تُعدّ البطاريات، بفضل كثافة طاقتها العالية، وعمرها التشغيلي الطويل، ومستوى الأمان والموثوقية العالي، بمثابة "القلب النابض" للطاقة في مهمات الفضاء الحديثة. وتجري حاليًا أبحاثٌ حول بطارية ليثيوم أيون لقد تعمقت دراسة الأداء في الآليات المجهرية، حيث يعتبر توزيع المواد الكيميائية داخل الإلكتروليت عاملاً أساسياً يحدد قوة البطارية وعمرها الافتراضي.
مع ذلك، في التجارب الأرضية، يتداخل مجال الجاذبية دائمًا مع المجال الكهربائي، مما يصعب معه تحديد تأثير الجاذبية على العمليات الداخلية للبطارية بشكل منفصل. توفر بيئة انعدام الجاذبية الفريدة في الفضاء مجالًا تجريبيًا مثاليًا لتجاوز هذه العقبة البحثية، مما يسمح بدراسة أكثر دقة للعمليات الرئيسية مثل نقل الأيونات وإدخالها واستخراجها داخل البطارية. إلا أن بيئة انعدام الجاذبية تطرح أيضًا تحديات جديدة، إذ يختلف سلوك السائل داخل البطارية اختلافًا كبيرًا عن سلوكه على الأرض، مما قد يؤدي إلى انخفاض أداء البطارية وزيادة مخاطر السلامة.
مشروع "البحث الكهروكيميائي والبصري في الموقع لـ بطاريات الليثيوم أيون يهدف مشروع "للتطبيقات الفضائية" إلى المراقبة والتحليل المباشر لآليات تأثير بيئة الجاذبية الصغرى على العمليات الداخلية الرئيسية للبطارية، مما يوفر أدلة علمية قوية لتحسين كفاءة أنظمة الطاقة في المركبات الفضائية.
خلال التجربة، أجرى متخصصو الحمولة، استنادًا إلى خبرتهم العلمية، تجارب رصد بصري مباشر لبطاريات الليثيوم أيون في ظروف انعدام الجاذبية. وقد التقطوا صورًا لعملية نمو التشعبات الليثيومية بأكملها، وعدّلوا التجارب الكهروكيميائية بدقة، ونفّذوا الإجراءات التجريبية بدقة متناهية، وراقبوا حالة التجربة في الوقت الفعلي، وحدّدوا وسجّلوا الظواهر العلمية الرئيسية. ويُعدّ الدور الاستباقي لمتخصصي الحمولة ضمانةً أساسيةً لنجاح المشروع في التوصل إلى ظواهر واكتشافات ونتائج جديدة.
من المفهوم أن التقدم في هذه التجربة من شأنه أن يكسر العقبة المعرفية المتمثلة في تأثير الاقتران بين المجالات الجاذبية والكهربائية، ويعزز تطوير النظريات الكهروكيميائية الأساسية، ويوفر أساسًا لتحسين أنظمة البطاريات الحالية في المدار وتصميم جيل جديد من بطاريات الفضاء عالية الكثافة الطاقية وعالية الأمان بطاريات.
