●Zeno Power 獲得 3000 萬美元用于為美國軍方建造放射性同位素動力衛(wèi)星
這家初創(chuàng)公司開發(fā)了 RPS 系統(tǒng)，這是一種核能技術(shù)，可以將衰變的核材料產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為電能。
?放射性同位素驅(qū)動衛(wèi)星的渲染圖。圖片來源：Zeno Power Systems
據(jù)航天防務(wù)新聞網(wǎng)站2023 年 5 月 18 日報道——Zeno Power Systems 獲得了一份價值 3000 萬美元的合同，到 2025 年為美國空軍建造一顆放射性同位素動力衛(wèi)星。
該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官泰勒伯恩斯坦告訴SpaceNews，這份為期四年的合同是一項(xiàng)“戰(zhàn)略資金增加”協(xié)議，提供 1500 萬美元的政府資金，以及來自私人投資者的 1500 萬美元。
Zeno 是一家成立于 2018 年的初創(chuàng)公司，開發(fā)放射性同位素動力系統(tǒng) (RPS)，這是一種核能技術(shù)，可將衰變核材料的熱量直接轉(zhuǎn)化為電能。
伯恩斯坦說，該公司為小型衛(wèi)星設(shè)計(jì)了一個 RPS 概念，目的是讓這項(xiàng)技術(shù)更容易獲得。幾十年來，NASA 一直使用 RPS 為深空探測器提供動力，但由于成本和監(jiān)管障礙高，該技術(shù)尚未商業(yè)化。
Zeno 的 RPS 更小，使用的材料更少。Bernstein 預(yù)計(jì)該系統(tǒng)將清除監(jiān)管障礙并獲準(zhǔn)在 2025 年發(fā)射，利用美國政府對核動力太空任務(wù)的更簡化審查程序。
該公司于 2019 年向空軍研究實(shí)驗(yàn)室提出了 RPS 想法，并贏得了多項(xiàng)小型企業(yè)創(chuàng)新研究合同。STRATFI 協(xié)議于 2022 年 8 月簽署。
伯恩斯坦稱 STRATFI 交易是 RPS 作為為軍用航天器提供動力的可行技術(shù)的“關(guān)鍵驗(yàn)證”。為了為其在該項(xiàng)目中的份額提供資金，該公司將從去年籌集的 2000 萬美元 A 輪風(fēng)險投資中提取資金。
伯恩斯坦說，軍方希望衛(wèi)星能夠機(jī)動而不必?fù)?dān)心燃料耗盡。RPS 將支持該目標(biāo)。
AFRL 美國太空部隊(duì)項(xiàng)目經(jīng)理 Thomas Nix 中校表示，該技術(shù)將“實(shí)現(xiàn)不同軌道之間的持續(xù)機(jī)動性，為國防部解鎖新的能力。”
尼克斯說，衛(wèi)星將一次“永遠(yuǎn)開啟”電源多年。
●RPS 的工作原理
伯恩斯坦警告說，RPS 不應(yīng)與依賴裂變反應(yīng)堆的核電推進(jìn)相混淆。
“我們不是裂變反應(yīng)堆。我們是放射性同位素來源，”他說。
RPS 更類似于核電池，它利用放射性同位素衰變產(chǎn)生的熱量來發(fā)電。
“這真的是盒子里的熱石頭，”伯恩斯坦說。
放射性同位素會衰變數(shù)十年并產(chǎn)生熱量。芝諾開發(fā)了一種方法來捕獲熱量并使用稱為熱電發(fā)電機(jī)的固態(tài)設(shè)備將其轉(zhuǎn)化為電能。太空中炎熱的內(nèi)部和寒冷的真空之間的溫差會產(chǎn)生電能。
伯恩斯坦說，一個鞋盒大小的小型設(shè)備可以發(fā)電數(shù)十年。
芝諾系統(tǒng)的一個關(guān)鍵特征是它不依賴钚。
NASA 的行星任務(wù)使用由钚 238同位素作為燃料的 RPS，這種同位素供不應(yīng)求且無法在市場上買到。能源部生產(chǎn)的钚 238 僅夠支持 NASA 的關(guān)鍵任務(wù)。
空軍過去曾使用同位素鍶90作為動力源，但由于其質(zhì)量大、效率低，應(yīng)用受到限制。
Zeno 的 RPS 使用具有新穎設(shè)計(jì)的鍶同位素，從而使熱源重量更輕。伯恩斯坦說，該公司正在探索未來使用其他同位素。
Zeno 的 RPS 熱源的首次演示將于今年夏天在能源部實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
?RPS 圖。圖片來源：Zeno Power Systems
●監(jiān)管障礙
在該政策變化之前，只有一個程序可以批準(zhǔn)任何帶有核動力系統(tǒng)的航天器的發(fā)射，無論其構(gòu)成和大小如何。
2019 年的命令建立了一個三級系統(tǒng)，根據(jù)船上放射性物質(zhì)的數(shù)量和發(fā)生事故時某些輻射暴露水平的概率來審查攜帶核動力系統(tǒng)的有效載荷。批準(zhǔn)過程還著眼于任務(wù)壽命結(jié)束時的離軌程序。
屬于前兩層的航天器可以由其贊助機(jī)構(gòu)和跨機(jī)構(gòu)小組批準(zhǔn)，只有風(fēng)險最高的第三層任務(wù)需要總統(tǒng)授權(quán)。
伯恩斯坦說，較低級別的任務(wù)現(xiàn)在可以通過美國聯(lián)邦航空管理局進(jìn)行，“這是第一次允許商業(yè)實(shí)體將核動力系統(tǒng)航天器發(fā)射到太空。” 芝諾正在將發(fā)射批準(zhǔn)作為一級任務(wù)。
伯恩斯坦說，今年早些時候，Zeno 的有效載荷審查申請被美國聯(lián)邦航空局接受審查，最早可能在 2025 年獲得發(fā)射批準(zhǔn)。
該公司的重點(diǎn)是使 RPS 符合太空部隊(duì)將部署的小型衛(wèi)星的資格，但也設(shè)想了商業(yè)應(yīng)用。
“我們在月球太空經(jīng)濟(jì)中看到了機(jī)遇，”伯恩斯坦說。“現(xiàn)在所有前往月球表面的著陸器都將在白天運(yùn)行14天，并在夜晚凍結(jié)。”
“我們正處于商業(yè)太空核時代的黎明，”他說。RPS 將提供足夠的熱量和電力，因此著陸器可以運(yùn)行多年并“在未來實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的月球經(jīng)濟(jì)”。
●它是如何開始的
Zeno Power 目前在西雅圖和華盛頓特區(qū)擁有 25 名員工。
其他聯(lián)合創(chuàng)始人是首席運(yùn)營官 Jonathan Segal；和首席技術(shù)官 Jacob Matthews。
三人在范德比爾特大學(xué)相識，伯恩斯坦和西格爾是本科生。Matthews 畢業(yè)于美國西點(diǎn)軍校，攻讀機(jī)械工程碩士學(xué)位，專注于太空 RPS 技術(shù)。
“我們在 2018 年聚在一起開始追求這個目標(biāo)，”伯恩斯坦說。
Zeno 的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系副總裁 Tim Frazier 之前負(fù)責(zé)能源部的 RPS 計(jì)劃，并幫助建立了 NASA 的卡西尼號和新視野號任務(wù)。
該公司的另一位高管 Lindsey Boles 是 TerraPower 的前工程總監(jiān)，TerraPower 是一家由科技億萬富翁比爾蓋茨創(chuàng)立的核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和開發(fā)公司。
