2022年,ZenoPower公司获得了美国空军价值3000万美元合同,将研制一颗由放射性同位素提供动力的卫星,计划2025年完成交付。
ZenoPower公司联合创始人兼首席执行官Tyler Bernstein告诉记者,这份为期四年的合同是一个“战略性投资增长”协议,其中政府出资1500万美元,商业投资机构出资1500万美元。
Zeno是一家成立于2018年的创业公司,开发放射性同位素系统(RPS),利用核物质衰变产生的热量直接转化为电能。
Bernstein表示,该公司已经完成了小卫星RPS系统的概念设计,以推广这种技术的使用。NASA使用这种技术为深空探索项目提供动力已经有几十年的历史,该技术未能商业化的原因是成本和管理政策的阻碍。
Zeno公司的RPS系统体积更小,对核原料的要求更低。Bernstein预期,在政府简化核动力宇航飞行器审批流程的背景下,该系统能获批在2025年发射。
该公司最早于2019年向美国空军研究实验室提交了RPS项目,并赢得了多个小企业创新研发合同,随后在2022年8月赢得了RPS卫星合同。
Bernstein认为这项合同是对RPS技术的“关键性认可”,体现出该技术为美军飞行器提供动力的可行性。该公司的自筹项目资金将来源于该公司去年A轮融资筹集的2000万美元。
Bernstein表示,美国军方需要可以连续变轨,无需担心推进剂耗尽的卫星,RPS技术可以实现这个目标。
美国空军研究实验室宇航项目主管Thomas Nix表示,该技术“可以实现不同轨道之间的连续变轨,提升美国国防部的在轨能力。”
RPS系统是如何工作的
Bernstein介绍说,RPS系统不应与依赖裂变反应堆的核电推进系统相混淆。他说:“我们不是裂变反应堆,我们是放射性同位素源”,RPS更类似于利用放射性同位素衰变热量发电的核电池。
放射性同位素在衰变的过程中产生热能。Zeno公司开发了一种收集这些热能并利用固体装置(热电发电机)将热能转化为电的技术。
Bernstein说:“一个鞋盒大小的装置可以连续产生电力几十年。”
Zeno公司技术的一个关键特点是不要使用钚。
NASA的深空探索项目利用钚238同位素产生动力,这种物质产量很低且没有商业获取的途径。美国能源部仅向关键性的NASA项目提供足量的钚238。美国空军还曾使用锶90同位素作为动力来源,但这种技术设备体积大,效率低。
Zeno同样适用锶同位素,但其新设计降低了设备重量。Bernstein表示该公司未来还会探索适用其它类型的同位素。
Zeno公司RPS热源的首次技术验证将于今年夏天在美国能源部的一个实验室举行。
管理障碍
以往,核能动力小型宇航飞行器的发射需要通过繁复的管理审批。2019年的一项总统命令对核动力宇航系统管理流程进行了改革,使审批过程更加简单。
在这项改革之前,核动力宇航系统不论组成和大小,都需要通过同一种审批流程才能发射。
2019年的颁布的一项总统命令建立了一个三种类型分类审批体系,分类标准是飞行器携带的放射性材料数量和事故中放射性物质暴漏的可能性。同时,审批还会考量飞行器寿命终止后的离轨流程。
属于前两种类型的飞行器仅需要机构主管政府机构和一个跨部门小组审批,只有最高等级的任务需要总统授权。
Bernstein表示,低等级任务可以由FAA进行审批,“这是历史上第一次允许商业机构发射核动力宇航飞行器。”Zeno公司将申请最低等级的任务审批。
今年初,FAA已经接受了Zeno公司的任务审批申请,最早在2025年批准。
该公司目前的主要目标是验证美国空军小卫星RPS系统,同时也有发展商业应用的计划。Bernstein表示:“月球宇航经济中蕴藏着发展机会”,“目前所有的月球登陆器都只能在月球日的14天中运行,在月球夜的14天中只能关闭。”
他说:“我们目前处在核能商业宇航的黎明”,RPS将供的热量和能源将支持登陆器持续工作数年,“为未来可持续的月球经济带来可能。”
管理团队
Zeno Power公司位于美国西雅图,现有员工25人。
除Bernstein外,另两位联合创始人是首席运营官Jonathan Segal和首席技术官Jacob Matthews。
他们三人在范登堡大学相遇,此时Bernstein和Segal正在完成研究生学业。而Matthews取得了机械工程学学位硕士学位,研究主题是宇航RPS技术。
Bernstein说:“我们在2018年相遇并开始这项事业。”
Zeno公司战略合作副主席Tim Frazier原为美国能源部RPS项目管理负责任人,曾参与NASA Cassini和新地平线项目研发。
该公司的另一位执行董事Lindsey Boles原为TerraPower公司工程主管。该公司是由科技巨头比尔盖茨资助的核反应堆设计开发公司。







