Η εξάπλωση της πυρηνικής ενέργειας στο διάστημα έγινε λίγο πιο πραγματική αυτή την εβδομάδα, με την εκτόξευση ενός μικρού δορυφόρου που ανέπτυξε μια εταιρεία με έδρα το Μαϊάμι, η οποία ειδικεύεται στην τεχνολογία πυρηνικής μικροενέργειας.
Είναι πολύ μακριά από την εκτόξευση ενός πραγματικού πυρηνικού αντιδραστήρα —μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να τροφοδοτήσει μια μόνιμη βάση στη Σελήνη και να οδηγήσει αποδοτικά πυραύλους σε όλο το Ηλιακό Σύστημα— αλλά κάπου πρέπει να ξεκινήσει κανείς.
Ο δορυφόρος της City Labs, με έδρα το Μαϊάμι, ονομάζεται BOHR (Betavoltaic Orbital High-Reliability) και εκτοξεύτηκε την Τρίτη σε μια αποστολή rideshare της SpaceX, μαζί με άλλα 80 ωφέλιμα φορτία. Ο πύραυλος Falcon 9 της SpaceX απελευθέρωσε τον δορυφόρο BOHR σε τροχιά μεταξύ 350 και 400 μιλίων (σχεδόν 600 χλμ.) σε υψόμετρο.
Ξεκινώντας από μικρά
Η City Labs χαρακτηρίζει την αποστολή BOHR ως «τον πρώτο εμπορικό πυρηνικό δορυφόρο και τον πρώτο πυρηνικό CubeSat στον κόσμο». Οι CubeSats είναι μικρής κλίμακας και οι εικόνες που δημοσίευσε η City Labs υποδηλώνουν ότι το BOHR είναι κατασκευασμένο σε πλατφόρμα «1U» CubeSat, ένα κυβικό σχέδιο στο μέγεθος περίπου μιας μπάλας του μπέιζμπολ. Η πηγή ενέργειας του BOHR είναι μια πυρηνική μπαταρία βολταϊκής διάταξης (betavoltaic battery) που παράγει ηλεκτρισμό από τη διάσπαση του τριτίου, ενός ραδιενεργού ισοτόπου του υδρογόνου.
«Αυτό είναι ένα ιστορικό βήμα για την εμπορική πυρηνική ενέργεια στο διάστημα», δήλωσε ο Peter Cabauy, Διευθύνων Σύμβουλος της City Labs. «Το BOHR αποδεικνύει ότι ασφαλή, συμπαγή και εγκεκριμένα από τις ρυθμιστικές αρχές πυρηνικά συστήματα είναι έτοιμα για τακτική εμπορική ανάπτυξη. Αυτή η δυνατότητα επιτρέπει λειτουργίες φορτίου που είναι μόνιμα ενεργοποιημένες και δεν περιορίζονται από την ηλιακή ακτινοβολία ή τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας».
Η City Labs θα χρησιμοποιήσει την πειραματική γεννήτριά της NanoTritium σε λειτουργία επίδειξης για να τροφοδοτήσει με ηλεκτρισμό ένα ωφέλιμο φορτίο στον δορυφόρο BOHR. Το ίδιο το διαστημικό σκάφος χρησιμοποιεί συμβατική ηλιακή ενέργεια για τις κανονικές του λειτουργίες. Οι betavoltaic μπαταρίες είναι κατάλληλες για εφαρμογές χαμηλής ισχύος που απαιτούν αξιόπιστη, μακροχρόνια πηγή ηλεκτρισμού. Αυτές οι χρήσεις περιλαμβάνουν απομακρυσμένους επίγειους αισθητήρες —όπως σε υποβρύχιες ή πολικές τοποθεσίες— και όργανα για ασφαλείς επικοινωνίες. Η City Labs μελετά επίσης τη χρήση της τεχνολογίας NanoTritium για την τροφοδοσία εμφυτεύσιμων ιατρικών συσκευών.
Στρατιωτικές και διαστημικές εφαρμογές
Η διαστημική βιομηχανία είναι η άλλη βραχυπρόθεσμη αγορά για την City Labs. Η NASA έχει συνεργαστεί με την City Labs για τη χρήση πυρηνικών πηγών ενέργειας τριτίου για την υποστήριξη ενός δικτύου μικρών αισθητήρων που θα μπορούσαν να αναπτυχθούν σε μόνιμα σκιασμένους κρατήρες της Σελήνης για την ανίχνευση πόρων όπως ο πάγος νερού. Η Πολεμική Αεροπορία και η Διαστημική Δύναμη των ΗΠΑ έχουν δώσει στην City Labs πολλά ερευνητικά συμβόλαια, χρηματοδοτώντας την ανάπτυξη μιας πειραματικής μπαταρίας τριτίου ΑΑ για κρυπτογραφικές συσκευές και ενός ασύρματου αυτόνομου αισθητήρα απεικόνισης. Η City Labs αναφέρει ότι τα betavoltaic συστήματά της θα μπορούσαν επίσης να τροφοδοτήσουν θερμαντήρες για μικροηλεκτρονική σε ακραία περιβάλλοντα.
Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι τα betavoltaic συστήματα της εταιρείας είναι μικρά — στην κλίμακα των νανοβάτ έως μικροβάτ — πολύ λιγότερο από τον ηλεκτρισμό που απαιτείται για την τροφοδοσία ενός smartphone, πόσο μάλλον ενός μεγάλου διαστημικού σκάφους ή μιας σεληνιακής βάσης. Παρ' όλα αυτά, η αποστολή BOHR είναι ένα βήμα προς τη σωστή κατεύθυνση για τους υποστηρικτές της πυρηνικής ενέργειας στο διάστημα. Μέχρι τώρα, τα πυρηνικά διαστημικά σκάφη ανήκαν αποκλειστικά σε κυβερνητικές υπηρεσίες όπως η NASA και ο στρατός των ΗΠΑ.
Ρυθμιστική έγκριση
Οι εμπορικές πυρηνικές διαστημικές αποστολές αντιμετωπίζουν ρυθμιστικά εμπόδια, και το BOHR ήταν η πρώτη εμπορική πυρηνική αποστολή που πέρασε από τη νέα διαδικασία έγκρισης πυρηνικών εκτοξεύσεων της Ομοσπονδιακής Υπηρεσίας Αεροπορίας (FAA). Η FAA ενέκρινε την City Labs για την εκτόξευση της αποστολής BOHR τον περασμένο Σεπτέμβριο.
Συνέβαλε επίσης το γεγονός ότι ο δορυφόρος BOHR μεταφέρει μόνο μια μικροσκοπική ποσότητα ραδιενεργού υλικού, και το ισότοπο τρίτιο διασπάται ταχύτερα από το πλουτώνιο ή το ουράνιο. Είναι επίσης λιγότερο τοξικό από άλλα γνωστά πυρηνικά καύσιμα. «Το τρίτιο εκπέμπει μια ασθενή μορφή ακτινοβολίας, ένα σωματίδιο βήτα χαμηλής ενέργειας παρόμοιο με ένα ηλεκτρόνιο. Η ακτινοβολία τριτίου δεν ταξιδεύει πολύ μακριά στον αέρα και δεν μπορεί να διεισδύσει στο δέρμα», αναφέρει η Πυρηνική Ρυθμιστική Επιτροπή (NRC) στην ιστοσελίδα της.
Οι μελλοντικές αποστολές θα πρέπει να εκτοξευθούν με πολύ περισσότερο πυρηνικό υλικό από ό,τι η αποστολή BOHR της City Labs, αλλά η εκτόξευση αυτής της εβδομάδας λειτούργησε ως πρώτο βήμα.
«Η αποστολή BOHR λειτουργεί ως πρωτοπόρος για μελλοντικά πυρηνικά διαστημικά σκάφη που υποστηρίζουν τόσο πολιτικές όσο και εθνικές αποστολές ασφαλείας», δήλωσε η City Labs.