Il nostro telefono, quando fa molto freddo, può perdere autonomia e spegnersi prima del previsto. Adesso immaginiamo di dover usare una batteria non in montagna, ma in un cratere della Luna dove la temperatura può avvicinarsi ai −200 °C. E immaginiamo che quella batteria debba alimentare strumenti scientifici, un piccolo veicolo o attrezzature essenziali per un astronauta.
È un problema che sembra secondario finché non ci si ricorda di una cosa: nello spazio, se la batteria smette di funzionare, non basta entrare in un bar e cercare una presa di corrente.
Il 14 ottobre 2026 la NASA ha raccontato i primi risultati del progetto SPEARS, una ricerca sulle batterie a stato solido progettate per ambienti estremi. Nei test condotti al Langley Research Center, in Virginia, piccole celle sperimentali hanno funzionato fino a −80 °C, con prestazioni leggermente ridotte a quella temperatura, e hanno resistito senza danni segnalati a esposizioni fino a −170 °C. Sono due risultati diversi, e distinguerli è la chiave per capire la notizia.
Non siamo davanti alla batteria definitiva per colonizzare la Luna. Siamo davanti a un passo concreto per affrontare uno dei problemi meno fotogenici, ma più importanti, dell’esplorazione spaziale: conservare energia quando l’ambiente cerca continuamente di portarcela via.
La Luna non è soltanto fredda: è un ambiente ostile alle batterie
Il Polo Sud lunare è interessante perché ospita regioni permanentemente in ombra, considerate importanti anche per la ricerca di ghiaccio d’acqua. Ma la stessa ombra che rende certi luoghi scientificamente preziosi contribuisce a mantenerli estremamente freddi. La NASA indica temperature notturne che possono scendere intorno a −200 °C. In altre zone della superficie, quando arriva il Sole, le temperature possono invece raggiungere valori molto elevati.
Le batterie tradizionali agli ioni di litio, quelle che usiamo nei dispositivi elettronici, contengono normalmente un elettrolita liquido. L’elettrolita è il mezzo attraverso cui si muovono gli ioni tra gli elettrodi durante il funzionamento della cella. Il freddo estremo ostacola questi processi; in condizioni sufficientemente severe, l’elettrolita e i materiali interni possono subire problemi fisici e chimici. Il caldo, a sua volta, impone altri limiti di sicurezza e stabilità.
Nelle missioni spaziali si usano già sistemi di gestione termica, isolamento e riscaldamento. Ma tutto pesa, occupa spazio e consuma energia. Una batteria che deve restare calda ventiquattr’ore su ventiquattro può finire per spendere una parte importante delle proprie risorse soltanto per proteggere se stessa. È una situazione poco elegante: portiamo energia per alimentare gli strumenti e ne consumiamo molta per evitare che la batteria si danneggi.
SPEARS: che cosa cambia con un elettrolita solido
SPEARS è l’acronimo di Solid Power for Extreme Environment Adaptability and Resilience in Space. Il progetto è guidato dal Glenn Research Center della NASA, con prove condotte anche al Langley Research Center e attività di preparazione per futuri test spaziali all’Ames Research Center.
L’idea centrale è sostituire l’elettrolita liquido con un materiale solido, di tipo ceramico o polimerico. Non significa che ogni batteria a stato solido sia automaticamente resistente al gelo, sicura in qualsiasi condizione o superiore alle batterie convenzionali. Le proprietà dipendono dalla chimica degli elettrodi, dall’elettrolita, dalle interfacce e dal progetto complessivo.
Ma eliminare il liquido può ridurre alcune vulnerabilità. Un elettrolita solido non si comporta come un liquido che può congelare o evaporare. Se i materiali sono scelti correttamente, una cella può sopportare escursioni termiche importanti e tornare operativa dopo essere stata riscaldata. Per le missioni lunari questa seconda caratteristica potrebbe essere persino più importante della capacità di funzionare a temperature molto basse.
Pensiamola così: una batteria che sopravvive spenta a un lungo periodo di gelo e riparte quando serve può richiedere meno riscaldamento continuo. Non elimina il problema energetico, ma può cambiare il bilancio di un intero sistema.
I numeri veri dei test: −80 °C non sono −170 °C
La comunicazione NASA del 14 ottobre è precisa su un punto che rischia di perdersi nei titoli. Le piccole celle SPEARS hanno funzionato bene fino a −60 °C e mantenuto un funzionamento con prestazioni leggermente ridotte fino a −80 °C. Hanno inoltre operato fino a +80 °C nei test descritti.
In una prova diversa, dopo l’esposizione a temperature comprese tra +100 °C e −170 °C, le celle non hanno riportato danni secondo la NASA. Questo non significa che producessero energia elettrica a −170 °C. Anzi, l’agenzia chiarisce che nemmeno queste batterie sono in grado di funzionare mentre si trovano a una temperatura così estrema. Per riattivarle occorre riportarle in un intervallo operativo, eventualmente con piccoli riscaldatori.
La differenza tra funzionare e sopravvivere è fondamentale. Una batteria che sopravvive al gelo può essere utile per un veicolo che passa molte ore in un cratere, ma non può alimentare continuamente strumenti senza un progetto termico adeguato. Non abbiamo neppure, in questo annuncio, una dimostrazione di lunga durata su un rover lunare o una certificazione per l’uso con equipaggio.
I prototipi mostrati dalla NASA sono celle di piccole dimensioni, simili a batterie a bottone. Non sono ancora grandi pacchi batteria pronti per una missione. Servono ulteriori prove su cicli di carica e scarica, durata, resistenza meccanica, prestazioni energetiche e integrazione con l’elettronica di bordo.
Perché il vantaggio potrebbe essere il riscaldamento che non serve
Il dettaglio che trovo più interessante non è il record di temperatura. È la possibilità di progettare strumenti che non debbano mantenere le batterie sempre calde. In una missione spaziale ogni chilogrammo lanciato costa, ogni watt consumato deve essere prodotto e ogni sistema aggiunto introduce nuovi punti di possibile guasto.
Immaginiamo un sensore scientifico che si attiva soltanto a intervalli, un trapano usato per campionare il terreno oppure un rover che deve restare fermo durante una lunga fase di ombra. Se la batteria può tollerare il freddo senza danni, potrebbe essere sufficiente riscaldarla prima dell’attività e poi lasciarla raffreddare. Il sistema di riscaldamento non scompare, ma potrebbe diventare più piccolo o funzionare meno spesso.
Naturalmente il risparmio effettivo va dimostrato con calcoli e prove sul sistema completo: dipende dall’isolamento, dal profilo di missione, dalla potenza richiesta e dal numero di riavvii. La NASA parla di un potenziale alleggerimento dei sistemi di controllo termico, non di un risparmio energetico già quantificato per una missione reale.
C’è poi la questione della sicurezza. Ridurre la presenza di elettroliti liquidi potenzialmente infiammabili può essere un vantaggio, ma non rende una batteria magicamente immune da guasti. I ricercatori di Argonne ricordano che anche gli elettroliti solidi hanno difficoltà tecniche: contatto fra materiali, resistenza alle interfacce, conducibilità ionica e processi produttivi. La chimica deve funzionare non soltanto nel laboratorio, ma dopo anni di sollecitazioni.
Dalla Luna alla Terra: una ricaduta possibile, non una promessa
È naturale chiedersi se una tecnologia simile possa migliorare le batterie di automobili, droni o telefoni. La NASA stessa cita queste possibili applicazioni e ricorda che SPEARS nasce dall’esperienza di un precedente progetto per l’aeronautica. Ma passare da una cella sperimentale destinata a un ambiente spaziale a un prodotto commerciale competitivo è un percorso lungo.
Le esigenze non sono identiche. Un rover lunare potrebbe privilegiare la sopravvivenza a temperature estreme; un’auto elettrica richiede anche costo contenuto, ricarica rapida, durata per migliaia di cicli e produzione industriale su larga scala. Una soluzione eccellente per un contesto non è necessariamente la migliore per l’altro.
Il progetto SPEARS è iniziato nel 2026 con finanziamenti NASA per lo sviluppo tecnologico. Secondo l’agenzia, i primi passi saranno concentrati sulla maturazione della tecnologia; una collaborazione commerciale potrebbe arrivare successivamente. Anche l’hardware per futuri test in ambiente spaziale è ancora in preparazione.
Insomma, siamo nella fase in cui si cerca di dimostrare che l’idea regge. È già una notizia interessante, senza bisogno di annunciare che domani cambieranno tutte le batterie del mondo.
L’innovazione che conta è quella che continua a funzionare
Quando guardiamo una missione spaziale, ci colpiscono i razzi, i motori e le immagini della superficie lunare. Eppure il successo dipende spesso da componenti minuscoli, da guarnizioni, connettori, sensori e batterie che nessuno fotograferebbe per la copertina di una rivista.
Mi piace questa ricerca proprio per questo. Non promette una rivoluzione istantanea. Cerca di risolvere un problema concreto: come portare energia dove la temperatura è così bassa da rendere difficile persino conservarla. I risultati finora comunicati sono promettenti, ma hanno confini precisi. Una cella che funziona a −80 °C non è una cella che lavora a −200 °C, e una cella che sopravvive a −170 °C non è ancora un sistema pronto per il Polo Sud lunare.
La parte più affascinante, però, è già visibile: se riusciremo a costruire batterie capaci di aspettare il momento giusto senza consumare energia per proteggersi, avremo migliorato non soltanto un componente. Avremo dato a strumenti e astronauti una possibilità in più di lavorare dove oggi è difficilissimo farlo.
E qualche volta il progresso non consiste nel produrre più energia. Consiste nello sprecarne meno per sopravvivere.
