JAXA en Honda starten een haalbaarheidsonderzoek naar een circulair, hernieuwbaar energiesysteem

• Hierdoor worden duurzame ruimte-activiteiten mogelijk door een omgeving te creëren die menselijk leven in de ruimte mogelijk maakt

TOKIO, Japan, 14 juni 2021 – Het Japanse Aerospace Exploration Agency (JAXA) en Honda R&D Co., Ltd. (Honda) hebben vandaag een plan aangekondigd om gezamenlijk een haalbaarheidsonderzoek uit te voeren naar een ‘circulair, hernieuwbaar energiesysteem’ voor in de ruimte, dat ontworpen is om zuurstof, waterstof en elektriciteit te leveren aan menselijke buitenposten en rovers. JAXA en Honda hebben gezamenlijk onderzoek uitgevoerd naar dit systeem om een omgeving te creëren in de ruimte waar mensen voor langere perioden kunnen verblijven en activiteiten kunnen uitvoeren.

Naast water en voedsel, hebben mensen zuurstof nodig, maar ook waterstof voor brandstof en elektriciteit voor verschillende activiteiten om te kunnen overleven in de ruimte. Een van de oplossingen om ze in de ruimte te krijgen zonder bevoorrading vanaf de aarde, is het creëren van een circulair, hernieuwbaar energiesysteem, dat een waterelektrolysesysteem met hoge differentiële druk dat zuurstof en waterstof produceert met behulp van zonne-energie om water te elektrolyseren combineert met een brandstofcelsysteem dat elektriciteit opwekt en water creëert uit zuurstof en waterstof.

Op basis van dit concept, tekenden JAXA en Honda in november 2020 een gezamenlijke haalbaarheidsonderzoeksovereenkomst (tot en met JFY 2022) om onderzoek te doen naar het circulaire, hernieuwbare energiesysteem voor gebruik op Lunar Orbital Platform-Gateway (Gateway) en op het oppervlak van de maan – gebruikmakend van Honda’s waterelektrolyse- en brandstofceltechnologieën met hoge drukverschil.

Tijdens dit gezamenlijke project, heeft JAXA de onderzoeksomstandigheden ontwikkeld volgens de scenario’s en vereisten voor missies met betrekking tot de productie van zuurstof op de Gateway en de levering van elektriciteit aan rovers op het maanoppervlak op basis van eerdere onderzoeken, terwijl Honda technologisch onderzoek heeft uitgevoerd om de missies en scenario's van JAXA te realiseren.

Tijdens het huidige fiscale jaar (JFY 2021), zullen JAXA en Honda, door gebruik te maken van de prototypes, het haalbaarheidsonderzoek starten waarin de problemen worden aangepakt met betrekking tot componenttechnologieën van het circulaire, hernieuwbare energiesysteem die zijn geïdentificeerd door het onderzoek dat in het afgelopen fiscale jaar is uitgevoerd. JAXA en Honda zijn van plan om de resultaten van het onderzoek van dit jaar over de levensvatbaarheidsevaluatie van het hele systeem in het volgende fiscale jaar nader te bestuderen (JFY 2022).

Opmerkingen van executives van JAXA en Honda:

• SASAKI Hiroshi, JAXA Vice President en Director General voor Human Spaceflight Technology Directorate:

“Op basis van het besluit van de Japanse overheid om deel te nemen aan het Artemis-programma, heeft JAXA gewerkt aan missie-ontwikkelings- en systeemonderzoeken voor het realiseren van volwaardige maanverkenning. Zuurstof, waterstof en elektriciteit zijn essentieel voor menselijke activiteiten in de ruimte. Het realiseren van een circulair, hernieuwbaar energiesysteem zal ons de mogelijkheid geven om deze vereisten in de ruimte te realiseren zonder te hoeven vertrouwen op bevoorrading vanaf de aarde. Dit zal onze activiteiten in de ruimte naar verwachting aanzienlijk uitbreiden. We willen graag gestaag vooruitgang boeken in dit onderzoek door gebruik te maken van de respectieve sterke punten van Honda en JAXA.”

TAKEISHI Ikuo, Chief Operating Officer, Innovative Research Excellence, Power Unit & Energy, Honda R&D Co., Ltd.:

“Honda streeft ernaar een aangename en duurzame samenleving te realiseren en mensen wereldwijd van dienst te zijn door hun levenspotentieel uit te breiden, op de grond, in de oceaan, in de lucht en in de ruimte. Middels dit gezamenlijke onderzoek gaan we de uitdaging aan om de technologieën te gebruiken die we tot op heden hebben verzameld om de sfeer van menselijke leefruimte uit te breiden naar de ruimte, wat het menselijk potentieel zal uitbreiden. Bovendien zullen we onze technologieën verfijnen in de extreme omgeving van de ruimte en vervolgens onze prestaties herinvesteren in de aarde, aangezien het circulaire, hernieuwbare energiesysteem aanzienlijk zal bijdragen aan koolstofneutraliteit op aarde.”

Over het circulaire, hernieuwbare energiesysteem

Het circulaire, hernieuwbare energiesysteem combineert een waterelektrolysesysteem met hoge drukverschil en een brandstofcelsysteem, en is ontworpen voor continue productie van zuurstof, waterstof en elektriciteit uit zonne-energie en water.

Het waterelektrolysesysteem met hoge drukverschil maakt gebruik van zonne-energie en elektrolyseert water om zuurstof en waterstof te produceren. De zuurstof zal worden gebruikt voor mensen op de buitenposten en de waterstof zal worden gebruikt als brandstof voor ruimtevaartuigen die zullen landen op en opstijgen vanaf de maan. De zuurstof en waterstof zullen ook door het brandstofcelsysteem worden gebruikt om elektriciteit op te wekken voor de buitenposten en rovers op het maanoppervlak.

Het waterelektrolysesysteem met hoge drukverschil dat door Honda is gecreëerd heeft geen compressor nodig om waterstof te comprimeren, waardoor het compact en lichtgewicht is en bijdraagt aan de vermindering van het laadvermogen en de massa, wat een grote uitdaging is in het ruimtevervoer.

Honda werkt al vele jaren aan het onderzoek en de ontwikkeling van waterstoftechnologieën. In 2002 werd Honda het eerste bedrijf ter wereld wat begon met het leasen van brandstofcelvoertuigen. Daarnaast ontwikkelt en installeert Honda slimme waterstofstations met behulp van zijn waterelektrolysesystemen met hoge drukverschil. Samen met JAXA zal Honda ernaar streven om een circulair, hernieuwbaar energiesysteem te realiseren door gebruik te maken van de waterstoftechnologieën die Honda tot op heden heeft ontwikkeld.

Over internationale ruimteverkenning en maanverkenningsscenario’s

Het uitbreiden van menselijke activiteiten naar de maan en vervolgens naar Mars vereist duurzame en haalbare plannen voor ruimteverkenning. In het begin van de jaren 2000 begonnen de VS en onze andere internationale partners te discussiëren over plannen voor menselijke verkenning van de ruimte. In 2018, bevestigde het 2e International Space Exploration Forum (ISEF2)^*1 georganiseerd door het Japanse Ministerie van Onderwijs, Cultuur, Sport, Wetenschap en Technologie (MEXT) en bijgewoond door vertegenwoordigers van meer dan 40 landen en organisaties, dat verkenningen van de maan, Mars en de rest van het zonnestelsel algemeen gedeelde doelen zijn en daarom is duurzame verkenning de sleutel.

De International Space Exploration Coordination Group (ISECG)^*2 waarvan het lidmaatschap nu 26 ruimteagentschappen omvat, bespreekt momenteel een routekaart voor internationaal gecoördineerde verkenning van de ruimte. JAXA bestudeert voortdurend de scenario’s voor internationale verkenning van de ruimte in samenhang met de discussies in de ISECG. In oktober 2019 besloot de regering van Japan deel te nemen aan het Artemis-programma, een door de VS voorgesteld internationaal ruimteverkenningsprogramma, en begon het met de coördinatie van de bijdragen van Japan.

In overeenstemming met dit regeringsbeleid voert JAXA onderzoek en ontwikkeling uit met als doel 1) het leveren van technologieën en apparatuur waarin Japan uitblinkt aan de Lunar Orbital Platform-Gateway (Gateway) die zal worden gebouwd met het oog op verkenning van Mars en verder en 2) bevoorrading van de Gateway met behulp van een geheel nieuw ruimtevaartuig voor vrachtbevoorrading (HTV-X gebaseerd op het H-II Transfer Vehicle (HTV) voor de bevoorrading van het International Space Station).

Op het maanoppervlak wil JAXA een bijdrage leveren aan de realisatie van een duurzame maanverkenning met de Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) die tot doel heeft een uiterst nauwkeurige landingstechniek te demonstreren (gepland voor JFY2022) en de verkenningsmissie van de maanpolen om de verdeling van water in het poolgebied van de maan te verkennen (gepland voor JFY2023). Daarnaast doet JAXA onderzoek naar een bemande (onder druk staande) rover als transportmiddel ter ondersteuning van verkenning van het maanoppervlak eind jaren 2020 en daarna.

Einde

*1 Het 2e International Space Exploration Forum (ISEF2) : https://www.mext.go.jp/isef2/index.html

*2 De International Space Exploration Coordination Group (ISECG): https://www.globalspaceexploration.org/

(Ter referentie) 

Internationale ruimteverkenningsscenario’s van Japan (voorstel) 2019 (samenvatting):

https://www.exploration.jaxa.jp/assets/img/news/pdf/scenario/EZA-2019001_SES.pdf　(enkel beschikbaar in het Japans)

Internationale ruimteverkenningsscenario’s van Japan (voorstel) 2019 (volledige versie):

https://www.exploration.jaxa.jp/assets/img/news/pdf/scenario/EZA-2020001_S.pdf (enkel beschikbaar in het Japans)