JAXA och Honda påbörjar en genomförbarhetsstudie om ett cirkulerande förnybart energisystem

• Möjliggör hållbara rymdaktiviteter genom att skapa en miljö som kan upprätthålla mänskligt liv i rymden

TOKYO, Japan, 14 juni, 2021 – Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) och Honda R&D Co., Ltd. (Honda) presenterade idag planen att inleda en genomförbarhetsstudie om ett "cirkulerande förnybart energisystem" i rymden, som är konstruerat för att förse forskningsfordon och mänskliga utposter med syre, väte och elektricitet. JAXA och Honda har samarbetat kring forskning om systemet för att skapa en miljö i rymden där människor kan vistas och utföra sina aktiviteter under en längre tidsperiod.

Förutom vatten och mat, behöver människor syre, likväl som väte som bränsle och elektricitet för olika aktiviteter för ett liv i rymden. En av lösningarna för att uppnå detta i rymden utan påfyllning från jorden är att skapa ett cirkulerande förnybart energisystem, som kombinerar ett system för vattenelektrolys med högt differentialtryck som tillverkar syre och väte med hjälp av solenergi för att elektrolysera vatten, och ett bränslecellssystem som genererar elektricitet och vatten från syre och väte.

Baserat på detta koncept, skrev JAXA och Honda i november 2020, under ett avtal om ett forskningssamarbete som sträcker sig över tre budgetår (till och med budgetåret 2022) om forskning kring cirkulerande förnybara energisystem för användning på Lunar Orbital Platform-Gateway (Gateway) och på månens yta, som använder Hondas teknologi för vattenelektrolys med högt differentialtryck och bränslecellsteknologi.

I forskningssamarbetet, har JAXA utvecklat förutsättningar för studien i enlighet med uppdragens scenarier och de krav som är relaterade till tillverkning av syre på Gateway och leverans av elektricitet till forskningsfordon på månens yta baserat på tidigare undersökningar, medan Honda har utfört studier om teknologin för att förverkliga de uppdrag och scenarier som JAXA har skapat.

Under det nuvarande budgetåret (budgetåret 2021), kommer JAXA och Honda, med hjälp av prototyper, att påbörja genomförbarhetsstudier som hanterar de problem i komponentteknologierna för cirkulerande förnybara energisystem som identifierades under det föregående budgetåret. JAXA och Honda planerar att spegla resultaten av det innevarande årets studie om utvärderingen av hela systemets bärkraftighet under nästa budgetår (budgetåret 2022).

Kommentarer från chefer hos JAXA och Honda:

• SASAKI Hiroshi, Vice President and Director General for Human Spaceflight Technology Directorate:

"Baserat på den japanska regeringens beslut att delta i Artemis-programmet, har JAXA arbetat med utvecklingen av uppdraget och studier av system för att genomföra en fullvärdig utforskning av månen. Syre, väte och elektricitet är nödvändigt för mänsklig aktivitet i rymden. Ett förverkligande av ett cirkulerande förnybart energisystem skulle ge oss möjlighet att tillfredsställa dessa behov i rymden utan att förlita oss på påfyllning från jorden. Detta förväntas utöka våra aktiviteter i rymden betydligt. Vi vill göra konstanta framsteg i studien genom att dra nytta av styrkorna hos både Honda och JAXA.”

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

"Honda strävar efter att förverkliga ett trivsamt och hållbart samhälle och förse människor i hela världen med glädjen att utöka deras livspotential, på marken, i havet, i luften och i rymden. Genom denna gemensamma forskning antar vi utmaningen att använda teknologier vi har samlat på oss fram till nu och utöka sfären för den mänskliga boendemiljön till yttre rymden, vilket kommer att öka mänsklighetens potential. Eftersom det cirkulerande förnybara energisystemet dessutom kommer att vara ett betydande bidrag till jordens koldioxidneutralitet, kommer vi att förfina våra teknologier i den tuffaste av miljöer i yttre rymden och sedan föra tillbaka våra framsteg till jorden."

Om det cirkulerande förnybara energisystemet

Det cirkulerande förnybara energisystemet kombinerar ett system för vattenelektrolys med högt differentialtryck och ett bränslecellssystem, som är konstruerat för kontinuerlig tillverkning av syre, väte och elektricitet från solenergi och vatten.

Mer specifikt använder systemet för vattenelektrolys med högt differentialtryck, solenergi och elektrolyserar vatten för att tillverka syre och väte. Syret används av människorna på utposterna och vätet används som bränsle för transportrymdfarkoster för att landa och starta från månen. Syret och vätet kommer även att användas av bränslecellssystemet för att generera elektricitet för utposterna och forskningsfordonen på månens yta.

Systemet för vattenelektrolys med högt differentialtryck som konstruerats av Honda kräver ingen kompressor för att komprimera vätet, vilket gör det kompakt och lätt och bidrar till en reducering av mängden nyttolast och massa, som är en stor utmatning vid rymdtransporter.

Honda har arbetat med forskning och utveckling kring vätgasteknologier i många år. Honda blev 2002 det första företaget i världen som startade leasingförsäljning av bilar med bränsleceller. Honda har dessutom utvecklat och installerat smarta vätgasstationer som använder systemen för vattenelektrolys med högt differentialtryck. Tillsammans med JAXA, strävar Honda efter att förverkliga ett cirkulerande förnybart energisystem genom att använda vätgasteknologier som Honda samlat på sig fram till nu.

Om internationell rymdforskning och scenarier med utforskning av månen

Att utöka mänsklighetens aktiviteter till månen och sedan till Mars kräver hållbara och genomförbara planer för rymdforskning. Under den första delen av 2000-talet, började USA och våra övriga internationella samarbetspartners diskutera mänsklighetens planer för rymdforskning. Det andra forumet för internationell rymdforskning (ISEF2)^*1 som organiserades av Japans ministerium för utbildning, kultur, sport, vetenskap och teknologi (MEXT) 2018 och hade deltagare från över 40 länder och organisationer, bekräftade att utforskning av månen, Mars och resten av solsystemet är ett mål som delas av väldigt många, och därför, är hållbar utforskning nyckeln.

Den internationella koordineringsgruppen för rymdforskning(ISECG)^*2 vars medlemmar nu består av 26 rymdorganisationer, diskuterar en färdplan för internationellt koordinerad rymdforskning. JAXA studerar ständigt scenarier kring internationell rymdforskning i kombination med diskussioner i ISECG. Under oktober 2019, beslutade sig Japans regering för att delta i Artemis-programmet, ett internationellt rymdforskningsprogram som föreslagits av USA, och påbörjade koordinationen av Japans bidrag.

I enlighet med denna regeringspolicy, har JAXA bedrivit forskning och utveckling med målet att 1) tillhandahålla teknologier och utrustning där Japan utmärker sig, till Lunar Orbital Platform-Gateway (Gateway) som kommer att byggas med utforskning av Mars och bortom Mars i åtanke, samt 2) påfyllning av Gateway med ett helt nytt rymdfordon för frakt och påfyllning (HTV-X baserat på H-II Transfer Vehicle (HTV) för påfyllning av den internationella rymdstationen).

På månens yta, avser JAXA att bidra i etableringen av grunden för hållbar utforskning av månen med den smarta landningsfarkosten för utforskning av månen (SLIM) som har som mål att demonstrera en mycket exakt landningsteknik (planerat för budgetåret 2022) och uppdraget att utforska månens poler för att undersöka fördelningen av vatten i månens polarområden (planerat för budgetåret 2023). JAXA forskar dessutom kring ett trycksatt, bemannat utforskningsfordon som ett transportmedel som kan göra det lättare att utforska månens yta under den senare delen av 2020-talet och efter det.

Slut

*1 Det andra internationella forumet för rymdforskning (ISEF2) : https://www.mext.go.jp/isef2/index.html

*2 Den internationella koordinationsgruppen för rymdforskning (ISECG): https://www.globalspaceexploration.org/

(För referens) 

Japans scenarier för internationell rymdforskning (förslag) 2019 (sammanfattning för ledning):

https://www.exploration.jaxa.jp/assets/img/news/pdf/scenario/EZA-2019001_SES.pdf　(endast på japanska)

Japans scenarier för internationell rymdforskning (förslag) 2019 (fullständig version):

https://www.exploration.jaxa.jp/assets/img/news/pdf/scenario/EZA-2020001_S.pdf (endast på japanska)