Eine Falcon-9-Rakete des US-Raumfahrtunternehmens SpaceX hat einen Satelliten mit einer Nuklearbatterie ins All gebracht. Er ist nach Angaben des US-Unternehmens City Labs der erste kommerzielle atomgetriebene Satellit sowie der erste atomgetriebene Cubesat. Der Satellit ist mit einer Rideshare-Mission von SpaceX ins All geflogen.

Betavoltaic Orbital High-Reliability (Bohr) nennt City Labs den Satelliten. Er verfügt über zwei Energiesysteme: Der Satellitenbus wird konventionell von Solarpaneelen mit Strom versorgt. Für die Nutzlast gibt es eine zweite Energiequelle, die mit der von City Labs entwickelten NanoTritium-Technik arbeitet.

Diese basiert auf dem Zerfall von Tritium. Das radioaktive Wasserstoffisotop ist ein Betastrahler, der Teilchen emittiert. Diese Betateilchen treffen auf einen Halbleiter und erzeugen dadurch Strom. Betavoltaik wird dieses Prinzip genannt. Die Idee ist, dass eine solche Energiequelle dann in Aktion tritt, wenn Solarpaneele keinen Strom liefern, etwa wenn sich ein Satellit im Erdschatten befindet oder wenn ein Raumfahrzeug einen Mondkrater erkunden soll.

Fertig montierter Cubesat Bohr vor dem Start

(Bild: City Labs)

„Das ist ein historischer Schritt für die kommerzielle Atomenergie im Weltraum“, sagte Clity-Labs-Chef Peter Cabauy. „Bohr zeigt, dass sichere, kompakte und behördlich zugelassene Atomenergiesysteme für den normalen kommerziellen Einsatz bereit sind. Diese Fähigkeit ermöglicht einen Dauerbetrieb der Nutzlast, der nicht durch Sonnenlicht oder die Akkulaufzeit eingeschränkt ist.“

Radionuklidbatterien ermöglichen lange Missionen

Nuklearantriebe oder -batterien sind ambivalent: So werden Raumfahrzeuge wie die Voyager-Sonden und New Horizons oder Rover wie Perseverance, Curiosity oder Chang'e-3 mit Radionuklidbatterien ausgestattet, die die thermische Energie oder die Strahlung des spontanen Kernzerfalls in elektrische Energie wandeln. – was zumindest im Fall der Voyager-Sonden ja eine Laufzeit weit über die geplante Missionsdauer hinaus ermöglicht. Doch dabei besteht immer die Sorge, was passiert, wenn eine solche Mission schiefgeht und die Trägerrakete kurz nach dem Start explodiert.

Dass die Sorge berechtigt ist, zeigt der Fall des sowjetischen Satelliten Kosmos 954, der Anfang 1978 über Kanada abstürzte. Geplant war, dass am Ende seiner Mission der Reaktorkern vom Satelliten getrennt und in einen Friedhofsorbit transferiert wird. Allerdings versagte dieser Mechanismus. So trat der Satellit mit dem Reaktor in die Erdatmosphäre ein und verteilte seine Trümmer über einen 600 Kilometer langen Streifen im Westen Kanadas. Zwölf wurden nach mühsamer Suche geborgen, davon zehn strahlende.

Unklar ist, was aus dem Reaktorkern wurde. Er könnte beim Wiedereintritt verglüht sein. Er könnte aber auch irgendwo in der kanadischen Wildnis liegen und für sehr lange Zeit radioaktive Strahlung freisetzen.

Ein solches Szenario ist zumindest bei dem System von City Labs unwahrscheinlich: Tritium hat eine Halbwertszeit von 12,32 Jahren und zerfällt zu stabilem Helium-3. Zudem arbeiten die Systeme nach Unternehmensangaben „mit extrem niedrigen Strahlungswerten“.

(wpl)