Das Zeitalter kommerzieller Nukleartechnik im All hat begonnen. Mit an Bord einer SpaceX-Rakete ist eine neuartige, winzige Atombatterie gestartet, die künftige Satelliten von der Abhängigkeit vom Sonnenlicht lösen und Missionen in die dunkelsten Regionen des Universums ermöglichen soll.
Am 7. Juli hob eine Falcon 9 von SpaceX erfolgreich von der Basis Vandenberg in Kalifornien ab. Für die Mitflugmission Transporter-17 transportierte sie 81 Kleinsatelliten in den Orbit. In diesem Schwarm stach jedoch ein CubeSat mit weniger als 6 Kilogramm heraus: BOHR. Das von dem Start-up City Labs aus Florida entwickelte Raumfahrzeug ist der erste kommerzielle Satellit der Geschichte, der eine Nukleartechnologie in die Umlaufbahn bringt.
Kommerzielle Premiere und neue Regeln rund um City Labs und die FAA
Obwohl der Einsatz von Atomenergie im All bis in die 1960er-Jahre zurückreicht – mit Missionen der NASA und der ehemaligen UdSSR –, blieb diese Technik bislang praktisch ausschliesslich staatlichen Raumfahrtbehörden vorbehalten. Genau darin liegt der Bruch: regulatorisch wie auch kommerziell. City Labs ist das erste private Unternehmen, das für einen derartigen Start die administrativen Hürden der Federal Aviation Administration (FAA) überwunden hat.
Mit dem Flug soll belegt werden, dass „sichere, kompakte und von den Behörden genehmigte Nuklearsysteme nun bereit für einen regelmässigen kommerziellen Einsatz sind“, sagt Peter Cabauy, CEO von City Labs.
So funktioniert BOHRs NanoTritium-Betavoltaik
Anders als die früher eingesetzten, grossen Uran- oder Plutoniumreaktoren setzt BOHR auf ein völlig anderes Prinzip: Betavoltaik. City Labs nennt das System „NanoTritium“. Technisch arbeitet es wie eine Miniaturbatterie und gewinnt Strom aus dem natürlichen Zerfall von Tritium, einem radioaktiven Isotop des Wasserstoffs. Beim Zerfall sendet Tritium Betateilchen aus – also Elektronen –, die auf einen Halbleiter treffen und dadurch direkt elektrischen Strom erzeugen.
Sicherheitskonzept: schwache Betastrahlung und fest gebundenes Tritium
Auch wenn Nukleartechnik schnell Katastrophenszenarien wachruft – nicht zuletzt mit Blick auf den Absturz des sowjetischen Satelliten Kosmos 954 im Jahr 1978, der radioaktive Trümmerteile über Kanada verteilte –, betont das Unternehmen die Sicherheitsaspekte: Die ausgesandten Betateilchen sind so energiearm, dass sie nicht einmal menschliche Haut durchdringen können.
Zusätzlich liegt das Tritium in fester Form eingeschlossen in einer Metallfolie. Damit soll das Risiko von Leckagen oder einer Explosion ausgeschlossen werden. Als Energiequelle ist das System auf aussergewöhnliche Langlebigkeit ausgelegt und kann über mehr als zwei Jahrzehnte hinweg einen gleichmässigen, ununterbrochenen Strom liefern.
Unabhängig von der Sonne
Trotzdem wird BOHR nicht nuklear angetrieben: Der CubeSat nutzt klassische Solarpaneele. Die kleine Atombatterie fliegt als eigenständige Nutzlast mit. Ziel ist es, ihre Leistungsfähigkeit unter realen Bedingungen zu verifizieren und zu zeigen, dass sie ein Instrument auch dann am Laufen halten kann, wenn keinerlei externe Lichtquelle verfügbar ist.
Von dunklen Regionen bis Artemis am Mond-Südpol
Fallen die Tests positiv aus, wären die Auswirkungen für die Raumfahrt erheblich. Denn die Branche ist heute nicht nur stark auf Sonnenlicht angewiesen, auch herkömmliche Akkus verlieren vergleichsweise schnell an Leistung. Wenn diese Einschränkungen wegfallen, könnten Raumfahrzeuge in Bereiche vordringen, die bislang kaum erreichbar schienen.
Gleichzeitig ist die Technik bereits für das Artemis-Programm interessant: Die NASA richtet ihren Blick besonders auf den Südpol des Mondes, wo Gebiete dauerhaft im Schatten liegen. Gerade dort werden bedeutende Vorkommen an Wassereis vermutet – ein entscheidender Faktor, um langfristig bemannte Basen aufzubauen.
City Labs denkt ausserdem schon darüber nach, die Technologie zu skalieren, um künftig direkt solche Mond-Infrastrukturen und die dort eingesetzten Fahrzeuge mit Energie zu versorgen.
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