Η Κίνα ξεκίνησε μια σειρά από πειράματα στον διαστημικό της σταθμό Tiangong, με στόχο την ανάπτυξη ασφαλέστερων και πιο ισχυρών διαστημικών μπαταριών. Η αποστολή αυτή, υπό την καθοδήγηση του Zhang Hongzhang, καθηγητή στο Dalian Institute of Chemical Physics, του δεύτερου πολίτη που στέλνεται στο διάστημα από την χώρα, αναμένεται να προσφέρει πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τον τρόπο που η έλλειψη βαρύτητας επηρεάζει τη λειτουργία των μπαταριών ιόντων λιθίου.
Ο Zhang, 39 ετών, είναι ένας από τους τρεις αστροναύτες της αποστολής Shenzhou-21. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο πρώτος πολίτης αστροναύτης της Κίνας, Gui Haichao, ήταν μηχανικός αεροδιαστημικής και καθηγητής στο Beihang University, ο οποίος επισκέφθηκε τον διαστημικό σταθμό το 2023. Η έρευνα του Zhang επικεντρώνεται σε προηγμένες μπαταρίες, με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου να αποτελούν βασική πηγή ενέργειας για την εξερεύνηση του διαστήματος, χάρη στην υψηλή τους ενεργειακή πυκνότητα, το χαμηλό βάρος και την αξιοπιστία τους.
Ο Zhang είχε εκφράσει το έντονο ενδιαφέρον του για τη συμμετοχή σε διαστημική αποστολή, υποβάλλοντας αίτηση μόλις είδε μια προκήρυξη πρόσληψης αστροναυτών το 2018, η οποία για πρώτη φορά απευθυνόταν και σε μηχανικούς πτήσεων και εξειδικευμένους επιστήμονες, πέραν των πιλότων. Η κύρια αποστολή του είναι η διεξαγωγή πειραμάτων στον διαστημικό σταθμό και η στενή επικοινωνία με τους ερευνητές στη Γη, προκειμένου να μεγιστοποιηθούν τα αποτελέσματα. «Κάθε πείραμα που διεξάγεται στον διαστημικό σταθμό ενσωματώνει τον μόχθο των ερευνητών της Γης. Το να μπορώ να πραγματοποιήσω τα πειράματά τους στο διάστημα είναι όχι μόνο προνόμιο, αλλά και ευθύνη», δήλωσε.
Στη Γη, τα βαρυτικά πεδία είναι πάντα συνυφασμένα με τα ηλεκτρικά πεδία, καθιστώντας δύσκολο τον απομονωμένο προσδιορισμό της επίδρασης της βαρύτητας στις εσωτερικές διεργασίες των μπαταριών. Το περιβάλλον μικροβαρύτητας του διαστημικού σταθμού παρέχει ένα ιδανικό πειραματικό πεδίο για την υπέρβαση αυτού του επιστημονικού εμποδίου, επιτρέποντας μια πιο εστιασμένη μελέτη βασικών διεργασιών, όπως η κίνηση των ιόντων μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων κατά τη φόρτιση της μπαταρίας. Τα πειράματα σε τροχιά έχουν σχεδιαστεί για να παρατηρούν και να αναλύουν τον αντίκτυπο της μικροβαρύτητας σε βασικές διεργασίες εντός των μπαταριών, παρέχοντας στοιχεία που θα μπορούσαν να βελτιώσουν την απόδοση των ενεργειακών συστημάτων των διαστημοπλοίων.
Η κατανομή των χημικών ουσιών στον ηλεκτρολύτη είναι ένας από τους βασικούς παράγοντες που καθορίζουν την ισχύ και τη διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας, σύμφωνα με το κρατικό πρακτορείο ειδήσεων Xinhua. Τα πειράματα στοχεύουν στην παρατήρηση του τρόπου με τον οποίο αυτές οι χημικές ουσίες κατανέμονται στον ηλεκτρολύτη και ποιος είναι ο αντίκτυπος αυτού του προτύπου κατανομής. Η συμπεριφορά των υγρών μέσα στις μπαταρίες διαφέρει σημαντικά στο διάστημα σε σύγκριση με τη Γη, κάτι που μπορεί να μειώσει την απόδοσή τους και να αυξήσει τους κινδύνους για την ασφάλεια. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, ο Zhang θα προσπαθήσει να καταγράψει εικόνες της διαδικασίας ανάπτυξης του λιθίου δενδρίτη – μιας μικρής, βελονοειδούς δομής που σχηματίζεται στην επιφάνεια των ηλεκτροδίων λιθίου και μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής των μπαταριών και να αυξήσει τους κινδύνους ασφαλείας.
