BOHR: Die erste kommerzielle Nuklearbatterie im Weltraum

Mit dem Start einer neuen Miniatur-Atombatterie hat das Zeitalter der kommerziellen Kernenergie im Weltraum begonnen. Das an Bord einer SpaceX-Rakete transportierte System soll künftige Satelliten von ihrer Abhängigkeit von der Sonne lösen und Erkundungen in den dunkelsten Regionen des Universums ermöglichen.

Am 7. Juli startete eine Falcon 9 von SpaceX erfolgreich von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien. Für die Mitflugmission Transporter-17 brachte die Rakete 81 Kleinsatelliten ins All. Inmitten dieser Vielzahl von Raumfahrzeugen stand jedoch ein weniger als 6 Kilogramm schwerer CubeSat namens BOHR besonders im Fokus. Der von dem Start-up City Labs aus Florida entwickelte Satellit ist der erste kommerzielle Satellit der Geschichte, der eine Kerntechnologie in die Umlaufbahn bringt.

Der Einsatz von Kernenergie im All reicht zwar bis zu Missionen der NASA und der ehemaligen Sowjetunion in den 1960er-Jahren zurück, blieb bislang jedoch ausschliesslich staatlichen Raumfahrtbehörden vorbehalten. Damit markiert der Start einen regulatorischen und kommerziellen Einschnitt: City Labs ist das erste private Unternehmen, das für einen solchen Start die administrativen Hürden der Federal Aviation Administration (FAA) überwunden hat.

Die Mission soll laut Peter Cabauy, CEO von City Labs, belegen, dass „sichere, kompakte und von den Behörden zugelassene Kernenergiesysteme nun für einen regelmässigen kommerziellen Einsatz bereit sind“.

So funktioniert die NanoTritium-Technologie von BOHR

Im Gegensatz zu den grossen Uran- oder Plutoniumreaktoren, die früher verwendet wurden, basiert die Technologie an Bord von BOHR auf einem grundlegend anderen Konzept: der Betavoltaik. City Labs nennt das System „NanoTritium“. Es funktioniert wie eine winzige Batterie und erzeugt Strom durch den natürlichen Zerfall von Tritium, einem radioaktiven Wasserstoffisotop. Beim Zerfall setzt Tritium Betateilchen – Elektronen – frei, die auf einen Halbleiter treffen und dadurch Gleichstrom erzeugen.

Kerntechnik kann dennoch Befürchtungen über Katastrophenszenarien auslösen, insbesondere angesichts des Absturzes des sowjetischen Satelliten Kosmos 954 im Jahr 1978, bei dem radioaktive Trümmer über Kanada verteilt wurden. Das Start-up versucht jedoch zu beruhigen: Die abgegebenen Betateilchen sind so energiearm, dass sie nicht einmal menschliche Haut durchdringen können.

Ausserdem ist das Tritium in fester Form in einer Metallfolie eingeschlossen, wodurch weder ein Leck noch eine Explosion möglich sein soll. Die Energiequelle zeichnet sich durch eine aussergewöhnlich lange Lebensdauer aus und kann über mehr als zwei Jahrzehnte hinweg kontinuierlich und ohne Unterbrechung Strom liefern.

Unabhängigkeit von der Sonne

BOHR wird allerdings nicht durch Kernenergie angetrieben: Der CubeSat besitzt herkömmliche Solarmodule, während seine kleine Batterie eine eigenständige Nutzlast ist. Mit dem Flug soll ihre Leistung unter realen Bedingungen geprüft und nachgewiesen werden, dass sie ein Instrument auch ohne jede externe Lichtquelle betreiben kann.

Sollten die Tests erfolgreich verlaufen, eröffnen sich für die Weltraumforschung weitreichende Möglichkeiten. Die Branche ist derzeit stark auf die Sonne angewiesen und muss zugleich mit herkömmlichen Batterien arbeiten, die sich schnell verschlechtern. Diese Beschränkungen zu überwinden, würde Raumfahrzeuge zu bislang unerreichbar erscheinenden Grenzen schicken können.

Schon für das Artemis-Programm könnte das System von Nutzen sein. Die NASA richtet ihr Interesse besonders auf den Südpol des Mondes, eine Region, die dauerhaft im Schatten liegt. Dort befinden sich nämlich bedeutende Wassereisvorkommen, die für den langfristigen Aufbau menschlicher Stützpunkte entscheidend sind.

City Labs denkt bereits darüber hinaus und erwägt, die Technologie zu vergrössern, um diese künftigen Mondinfrastrukturen und die dort eingesetzten Fahrzeuge unmittelbar mit Energie zu versorgen.