Protótipos de baterias de estado sólido do projeto SPEARS, da NASA (agência espacial dos Estados Unidos), concluíram com sucesso os ensaios em câmara de vácuo térmico no Centro de Pesquisa Langley, em Hampton, no estado da Virgínia. Os testes comprovaram que as células experimentais conseguem operar e fornecer energia em temperaturas de até -80 °C (-112 °F), além de sobreviverem sem danos físicos ou estruturais permanentes quando expostas a variações térmicas extremas entre -170 °C (-274 °F) e 100 °C (212 °F).
Os resultados oficiais foram divulgados pela agência espacial na quarta-feira, 14 de outubro de 2026. “Provamos pela primeira vez que essas células podem funcionar a até 80 graus Celsius negativos”, afirmou, em tradução livre, Yi Lin, líder de testes e pesquisa do projeto SPEARS no Centro de Pesquisa Langley da NASA.
Durante as avaliações laboratoriais no vácuo térmico, os pequenos protótipos construídos em formato de moeda (conhecidos tecnicamente pelo termo em inglês coin-cell) mantiveram bom desempenho na faixa que vai de -60 °C (-76 °F) até 80 °C positivos (176 °F). Quando o resfriamento na câmara atingiu a marca de -80 °C, o ritmo de entrega de carga sofreu uma ligeira redução, mas os componentes continuaram operacionais e fornecendo eletricidade.
Como funciona a bateria SPEARS da NASA sob temperaturas de -170 °C?
A resistência ao congelamento ocorre porque o projeto SPEARS (sigla em inglês para Energia Sólida para Adaptabilidade e Resiliência a Ambientes Extremos no Espaço) altera a arquitetura interna dos acumuladores de energia tradicionais. Nas baterias convencionais de íons de lítio, o eletrólito — substância responsável por permitir a movimentação dos íons no interior da célula — é composto por um líquido que pode congelar sob o frio severo, parar de funcionar durante o calor diurno lunar de 100 °C ou evaporar quando exposto ao vácuo espacial. Para eliminar essas vulnerabilidades, os engenheiros da agência substituíram o componente líquido por um material sólido fabricado à base de cerâmica ou de polímeros, garantindo estabilidade mecânica e química mesmo em condições severas de pressão e temperatura.
No polo sul da Lua, região visada para a exploração humana, a temperatura mínima pode cair a -200 °C (-328 °F) ao longo do período noturno. Os ensaios em Hampton demonstraram que as células do SPEARS não conseguem fornecer eletricidade enquanto estão submetidas ao limite inferior testado de -170 °C, mas a ausência de líquido impede que o congelamento destrua sua estrutura interna.
Por não sofrerem danos permanentes durante o congelamento, as baterias podem atravessar toda a noite lunar desativadas e frias. Assim que necessário, pequenos aquecedores acoplados ao sistema elevam a temperatura das células de volta à faixa operacional, retomando o fornecimento de energia sem perda da peça.
Redução de custos nas missões Artemis e origem aeronáutica em 2026
A capacidade de sobreviver ao frio sem aquecimento ininterrupto resolve um gargalo de engenharia para as futuras missões tripuladas da campanha Artemis. Até então, módulos de pouso, veículos de exploração e habitats lunares dependiam de sistemas de controle térmico pesados e complexos para manter as baterias constantemente aquecidas, o que consumia espaço e exigia maior capacidade de carga nos foguetes. Com a tecnologia de estado sólido, os equipamentos ficam mais leves, reduzindo a massa total lançada da Terra, diminuindo custos operacionais e ampliando o tempo de duração das expedições na superfície lunar.
“As baterias se tornaram uma parte importante de nossas vidas aqui na Terra, o que viabiliza nossos notebooks, telefones celulares, ferramentas elétricas e até mesmo nossos veículos. Precisaremos delas na Lua também, e essas baterias terão que operar de forma confiável e segura nesse ambiente hostil. É por isso que estamos trabalhando nessa tecnologia”, disse Donald Dornbusch, investigador principal do projeto SPEARS no Centro de Pesquisa Glenn da NASA, localizado em Cleveland.
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Iniciado em 2026 com financiamento da divisão Advanced Research and Technology (Pesquisa e Tecnologia Avançada), subordinada ao Diretório de Missões de Pesquisa e Tecnologia da NASA, o SPEARS nasceu como evolução de um projeto anterior voltado para a aviação, do qual Donald Dornbusch e Yi Lin já participavam. Essa base técnica da aeronáutica permite que os cientistas ajustem a composição dos materiais dos eletrodos de acordo com o objetivo de cada operação espacial, priorizando maior armazenamento de energia, entrega rápida de potência ou durabilidade prolongada.
No ambiente lunar, a ausência de eletrólito líquido inflamável afasta o risco de incêndio, tornando o equipamento seguro para uso direto pelos astronautas. A agência projeta aplicar as células no acionamento de kits de emergência da tripulação, furadeiras de coleta geológica, instrumentos científicos de superfície e rovers (veículos robóticos de exploração) encarregados de entrar em crateras que permanecem permanentemente na sombra no polo sul da Lua.
Aplicação das baterias SPEARS em celulares e carros na Terra
Embora o foco primário seja a exploração espacial, o modelo desenvolvido em 2026 tem aplicação prevista para a indústria civil terrestre após a fase de maturação tecnológica. Baterias mais seguras e resistentes a variações climáticas interessam ao setor automotivo e de telecomunicações.
“O mercado potencial para baterias de estado sólido é muito amplo. Automóveis, telefones celulares, dispositivos de comunicação, drones — qualquer coisa que precise de uma fonte de energia portátil”, declarou Ji Su, cientista de materiais poliméricos e líder de tarefa do SPEARS no Centro de Pesquisa Langley da NASA.
O desenvolvimento do programa é dividido entre três instalações científicas nos Estados Unidos, com atribuições específicas para cada etapa de engenharia:
- Centro de Pesquisa Glenn (Cleveland, Ohio): lidera a coordenação geral do projeto SPEARS e a investigação principal da tecnologia.
- Centro de Pesquisa Langley (Hampton, Virgínia): executa a pesquisa de materiais poliméricos e conduz os ensaios nas câmaras de vácuo térmico.
- Centro de Pesquisa Ames (Vale do Silício, Califórnia): desenvolve as placas de teste e os componentes eletrônicos de voo.
No comunicado divulgado em 14 de outubro de 2026, a NASA não informou dados quantitativos sobre a densidade de energia alcançada pelas células em formato de moeda, a capacidade exata em miliampere-hora (mAh), a potência total entregue ou o número de ciclos de carga e descarga que os protótipos suportam antes de perder eficiência.
O próximo passo do cronograma é a conclusão das placas de teste e dos sistemas eletrônicos de voo pelo Centro de Pesquisa Ames, etapa necessária para testar as baterias SPEARS diretamente em missões no espaço antes de uma transição para parcerias comerciais.