Dünyanın ilk nükleer güç yüklü ticari uydusu yörüngede: 20 yıldan uzun kesintisiz enerji

Uzayda nükleer enerji on yıllardır devlet ve askeri misyonların tekelindeydi. Şimdi bu alan ilk kez ticari bir oyuncuya açılıyor. City Labs'in Betavoltaic Orbital High-Reliability (BOHR) adlı küp uydusu, SpaceX'in Falcon 9 roketiyle fırlatılarak yörüngeye nükleer güçle çalışan yük taşıyan dünyanın ilk ticari uydusu unvanını aldı. Uydunun asıl görevi, hidrojenin radyoaktif bir izotopu olan trityumu enerji kaynağı olarak kullanmanın uygulanabilirliğini göstermek. Proje aynı zamanda federal uzay güvenliği kuralları kapsamında bir "düzenleyici öncü" işlevi görerek, gelecekteki ticari uzay nükleer sistemlerinin önünü açmayı amaçlıyor.

UZAYDA NÜKLEER ENERJİ YENİ DEĞİL, AMA TİCARİSİ İLK

New Atlas'ta yer alan habere göre, uzay araçlarında nükleer güç fikri, 1957'de ilk Sputnik'in yörüngeye çıkmasından bile eskiye dayanıyor. Atomun itki ve enerji için kullanılması, ilk atom patlamalarının kamuoyuna duyurulmasının hemen ardından ciddi biçimde tartışılmaya başlanmıştı. İlk yörünge testleri ise 1961 gibi erken bir tarihte, ABD Donanması'nın Transit seyrüsefer uydularıyla yapıldı.

ABD ve Sovyetler Birliği, güneş panellerinin karşılayamayacağı kadar yüksek güç gerektiren radar keşif ve meteoroloji uyduları gibi askeri ve deneysel devlet misyonlarında nükleer enerjiyi kullandı. Ancak güneş panelleri büyüyüp verimlileştikçe ve elektronik sistemler geliştikçe, yörüngedeki nükleer güç sistemleri 1990'lara gelindiğinde büyük ölçüde dış Güneş Sistemi keşif görevleriyle sınırlı kaldı.

Bu tablo şimdi değişiyor. ABD Savunma Bakanlığı, askeri uydular için daha dayanıklı, saldırıya daha az açık ve uranyum-plütonyum tabanlı eski araçlara kıyasla daha az tehlikeli güç sistemleri arayışında. BOHR projesi de bu çabanın bir parçası olarak ortaya çıktı. Proje, yalnızca City Labs teknolojisinin performans ve güvenilirliğini kanıtlamak için değil, aynı zamanda gelecekteki ticari sistemlere düzenleyici bir yol haritası oluşturmak için onaylandı.

KOSMOS 954 KAZASININ GÖLGESİ: BU KEZ NEDEN FARKLI?

"Yörüngede nükleer güç" ifadesi, tarihe meraklı okurlara 24 Ocak 1978'deki Kosmos 954 vakasını hatırlatabilir. Yaklaşık 31,1 kilogram yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum-235 içeren BES-5 fisyon reaktörü taşıyan Sovyet uydusu, reaktörü "mezarlık yörüngesine" göndermesi gereken otomatik güvenlik sistemi devreye girmeyince kontrolsüz biçimde atmosfere girmişti. Bu olay yüksek radyoaktif malzemelerin Kanada'da, Kuzeybatı Toprakları'ndaki Great Slave Gölü'nden güneydoğuya, Alberta ve Saskatchewan'ın bazı bölgelerine uzanan 600 kilometrelik bir alana saçılmasıyla sonuçlanmıştı.

Kaza seyrek nüfuslu bir yaban arazide yaşansa da Kanada ve ABD'nin ortak yürüttüğü büyük bir temizlik operasyonuna, ciddi bir diplomatik krize ve Sovyetlerin milyonlarca dolar tazminat ödemesine yol açmıştı.

BOHR'da böyle bir senaryo mümkün değil. Çünkü uydu hem 6 kilogramdan hafif bir küp uydu hem de tamamen farklı bir prensiple çalışıyor. Uydunun ana gövdesi ve rutin operasyonları güneş hücreleriyle yürütülürken, gösterim yükü City Labs'in tescilli NanoTritium Betavoltaik güç sistemiyle bağımsız olarak çalışıyor.

TRİTYUMDAN DOĞRUDAN ELEKTRİK: SİSTEM NASIL ÇALIŞIYOR?

BOHR, uranyum gibi ağır elementler yerine trityumun doğal beta bozunumundan güç alıyor. Voyager 2 gibi derin uzay sondalarındaki radyotermal jeneratörlerin aksine, NanoTritium sistemi ısıdan değil, doğrudan elektrik üretiyor. Trityum bozunurken yaydığı beta parçacıkları bir yarı iletken p-n eklemine çarpıyor, elektron-boşluk çiftleri oluşturuyor ve böylece elektrik akımı üretiliyor.

Üretilen güç miktarı büyük değil, ancak trityumun 12,3 yıllık yarılanma ömrü, sistemin 20 yıldan uzun süre kesintisiz enerji sağlamasına imkân tanıyor. Güvenlik tarafında da sistem tarihsel alternatiflerden çok daha az riskli. Beta parçacıkları insan derisini delemiyor ve trityum gazı, sızıntı veya patlama tehlikesini ortadan kaldıran katı bir metal hidrit folyo formunda güvenle depolanıyor.

DEVREYE ALMA SÜRECİ BAŞLIYOR

SpaceX'in Transporter-17 misyonunda paylaşımlı yük (rideshare) olarak fırlatılan BOHR'un alçak Dünya yörüngesine yerleştiği bildirildi; uydu şu anda devreye alma (commissioning) için hazırlanıyor. City Labs CEO'su Peter Cabauy, gelişmeyi "uzayda ticari nükleer güç için tarihi bir adım" olarak nitelendirdi. Cabauy'a göre BOHR, güvenli, kompakt ve düzenleyici onaylı nükleer güç sistemlerinin rutin ticari kullanıma hazır olduğunu gösteriyor ve güneş ışığı ya da pil ömrüyle sınırlanmayan, sürekli açık yük operasyonlarına kapı aralıyor.