アメリカの企業シティ・ラブズは最近、原子力推進ペイロードを搭載した試験衛星が地球低軌道への投入に成功し、商業用原子力推進ペイロードを搭載して打ち上げられた世界初の衛星となったと発表した。この衛星は、「ベタボルタイック軌道高信頼性」（BOHR）立方体衛星の形でスペースXのファルコン9打上げロケットに搭載され、トリチウムをエネルギー源として使用する宇宙原子力発電技術を実証するための「トランスポーター17」ライドシェアミッションを通じて打ち上げられた。

1957 年に人類が最初の人工衛星を打ち上げるずっと前から、宇宙の推進と電力供給に原子力を利用するというアイデアが真剣に議論されていました。宇宙時代に入ってから、米国とソ連は、特にレーダー偵察や気象監視など高出力を必要とし、太陽電池パネルでは需要を満たすことができない任務において、多くの軍事衛星や実験衛星に原子力システムを次々と採用した。衛星太陽電池アレイの面積と効率が増加し、航空宇宙電子機器の消費電力が大幅に減少するにつれて、そのような原子力システムの使用は、太陽系外縁部への深宇宙探査ミッションでの使用に徐々に制限されています。

近年、米国国防総省は軌道上原子力発電技術の再検討を開始しており、従来のウランやプルトニウムシステムよりも堅牢で、攻撃に対して脆弱でなく、より安全な軍事衛星用の新しいエネルギーソリューションを生み出すことを望んでいる。 BOHR プロジェクトは、この傾向の成果の 1 つです。これは、シティ・ラボの原子力技術の軌道上での性能と信頼性を検証するために使用されるだけでなく、既存の連邦宇宙安全規制の枠組みの下で「パス・エクスプローラー」としても位置づけられており、将来的にはより多くの商用宇宙原子力システムへの道が開かれます。

宇宙飛行の歴史の中で、「原子力衛星」というと、1978年1月24日にソ連のコスモス954号衛星が制御を失い大気圏に再突入した事故を思い浮かべる人が多いだろう。当時、衛星には約31.1キログラムの高濃縮ウラン235が入った核分裂炉BES-5が搭載されていた。自動安全分離システムを通じて原子炉を「墓地軌道」に送り込む予定だったが、システムが正常に作動せず、人工衛星は制御不能に崩壊し、放射性物質の破片がカナダの約600キロメートルの範囲に飛散した。事故は比較的人口の少ない荒野で発生したが、カナダと米国は依然として大規模な浄化作戦を開始し、深刻な外交混乱を引き起こし、ソ連が数百万ドルの賠償金を支払う結果となった。

シティラボは、BOHRは原理やリスクの点で歴史的な原子炉衛星とは根本的に異なると述べた。まず第一に、BOHR は質量が 6 kg 未満のキューブサットにすぎません。プラットフォーム自体は依然として従来の太陽電池を使用して、衛星の姿勢制御と日常の運用に必要な電力を供給します。今回の実際の「原子力負荷」は、同社が自社開発したナノトリチウムβボルト原子力システムによって駆動される独立運転実証負荷で、ミッションに必要な継続的かつ小規模ながら安定した電力出力を提供する。

ウランとプルトニウムの崩壊によって熱を生成し、熱電変換​​によって発電する従来の放射性同位体熱電発電機とは異なり、BOHR は水素の放射性同位体であるトリチウムを使用し、その自然のベータ崩壊を利用して直接発電します。トリチウム原子は崩壊過程でベータ粒子を放出します。これらの高エネルギー電子は半導体デバイスの p-n 接合に衝突し、電子正孔対を生成して電流を形成し、核崩壊エネルギーから電気エネルギーへの直接変換を実現します。このベータボルト技術は出力は低いですが、寿命が非常に長く、メンテナンスが不要です。これは、非常に低い電力消費を必要とするが、「決してシャットダウンしない」必要がある負荷シナリオに非常に適しています。

序文によると、トリチウムの半減期は約 12.3 年であるため、このシステムは補充の必要なく 20 年以上継続的に電力を供給でき、軌道上の負荷に真の「継続的オンライン」エネルギーセキュリティを提供します。安全性の観点からは、トリチウムは主にベータ粒子を放出しますが、ベータ粒子の透過力は非常に弱く、人間の皮膚を貫通することはできません。また、このシステムではトリチウムが水素吸蔵合金箔の固体の形で強固に封入されており、ガス漏れや爆発の心配がありません。これは、大量の核燃料や高出力の放射性熱源を搭載した初期の原子炉とは本質的に異なります。

BOHR はスペース X の「トランスポーター 17」ミッションにライドシェアリングのペイロードとして搭載され、地球低軌道に送られました。軌道投入に成功したことが確認され、予定通り軌道上試験とプラットフォームのデバッグが行われている。シティ・ラボのピーター・カバウイ最高経営責任者（CEO）は打ち上げ後、これは商業宇宙用原子力開発における「歴史的な一歩」であり、安全でコンパクトで規制当局の審査を受けた原子力システムが通常の商業展開段階に入る準備ができており、太陽光条件やバッテリー寿命によって制限されず「決して落下しない」必要がある衛星ペイロードに重要な能力をサポートすることが期待されることを証明したと述べた。