ゼノ・パワー、放射性同位元素の製造に3,000万ドルを獲得

ワシントン — Zeno Power Systems は、2025 年までに米国空軍向けに放射性同位元素を利用した衛星を構築するという 3,000 万ドルの契約を獲得しました。

同社の共同創設者兼最高経営責任者タイラー・バーンスタイン氏は、この4年契約は政府資金1500万ドルと民間投資家からの1500万ドルを提供する「戦略的資金増額」契約であるとスペースニュースに語った。

Zeno は 2018 年に設立された新興企業で、放射性同位元素発電システム (RPS) を開発しています。これは、崩壊する核物質からの熱を直接電気に変換する原子力技術の一種です。

バーンスタイン氏は、同社はこの技術をより利用しやすくすることを目的として、小型衛星向けのRPSコンセプトを設計したと述べた。 NASAは数十年にわたり、深宇宙探査機に電力を供給するためにRPSを使用してきましたが、この技術はコストと高い規制のハードルにより商用化されていませんでした。

Zeno の RPS はより小さく、低材料を使用しています。 バーンスタイン氏は、原子力宇宙ミッションに関する米国政府のより合理化された審査プロセスを利用して、このシステムが規制上のハードルをクリアし、2025年に打ち上げが承認されると期待している。

同社は 2019 年に RPS のアイデアを空軍研究所に提案し、いくつかの中小企業イノベーション研究契約を獲得しました。 STRATFI 協定は 2022 年 8 月に署名されました。

バーンスタイン氏は、STRATFI契約を軍用宇宙船に動力を供給する実行可能な技術としてのRPSの「重要な検証」であると呼んだ。 プロジェクトの分担金として、同社は昨年調達したシリーズAベンチャーキャピタルの2,000万ドルを活用する予定だ。

バーンスタイン氏によると、軍は燃料切れを心配することなく操縦できる衛星を望んでいるという。 RPS はその目標をサポートします。

AFRLの米国宇宙軍プロジェクトマネージャーであるトーマス・ニックス中佐は、この技術により「異なる軌道間での継続的な操縦が可能になり、国防総省の新たな能力が解き放たれる」と述べた。

ニックス氏によると、衛星は一度に何年にもわたって「常時」電力が供給されることになるという。

RPS の仕組み

バーンスタイン氏は、RPSを核分裂炉に依存する原子力電気推進と混同すべきではないと警告した。

「私たちは核分裂炉ではない。私たちは放射性同位元素の供給源だ」と彼は語った。

RPS は、放射性同位体の崩壊によって発生する熱を利用して電気を生成する原子力電池に似ています。

「これは本当に熱い石を箱の中に入れたようなものです」とバーンスタイン氏は語った。

放射性同位体は数十年かけて崩壊し、熱を発生します。 Zeno は、熱電発電機と呼ばれる固体デバイスを使用して、その熱を捕捉し、電気に変換する方法を開発しました。 高温の内部と宇宙の低温の真空との温度差によって電気が発生します。

バーンスタイン氏によると、靴箱ほどの大きさの小さな装置で数十年間発電できるという。

ゼノのシステムの重要な特徴は、プルトニウムに依存しないことである。

NASA の惑星ミッションでは、プルトニウム 238 同位体を燃料とする RPS が使用されていますが、プルトニウム 238 同位体は供給が不足しており、市販されていません。 エネルギー省は、NASA の主要なミッションをサポートするのに十分な量のプルトニウム 238 のみを生産しています。

空軍は過去に同位体ストロンチウム90を動力源として使用していましたが、その質量が大きく効率が低いため、その用途は限られていました。

Zeno の RPS は、熱源の軽量化を実現する斬新な設計のストロンチウム同位体を使用しています。 バーンスタイン氏は、同社は将来的に他の同位体の使用を検討していると述べた。

Zeno の RPS 熱源の最初の実証は、この夏にエネルギー省の研究所で行われます。

規制上のハードル

小型原子力電池を搭載した人工衛星の配備は通常、多大な規制上の障害に直面するが、宇宙核システムの打ち上げ承認プロセスを全面的に見直すトランプ政権の2019年の大統領令によって承認プロセスが容易になった。

この政策変更以前は、その構成や規模に関係なく、原子力システムを搭載した宇宙船の打ち上げを承認するプロセスは 1 つしかありませんでした。

2019年の命令では、搭載された放射性物質の量と事故発生時の特定の放射線被ばくレベルの確率に基づいて、原子力システムを搭載するペイロードを審査するための3段階のシステムが確立された。 承認プロセスでは、ミッション寿命終了時の軌道離脱手順も検討されます。

最初の 2 段階に該当する宇宙船は、スポンサー機関と省庁間の委員会によって承認され、最もリスクの高い第 3 段階のミッションのみ大統領の承認が必要となります。

バーンスタイン氏は、下位層のミッションが連邦航空局を通じて機能するようになり、「営利団体が原子力システムの宇宙船を宇宙に打ち上げることを初めて許可する」と述べた。 Zeno は、第一次ミッションとして打ち上げ承認を目指しています。

バーンスタイン氏は、今年初めにゼノのペイロード審査申請がFAAに受理され、早ければ2025年にも打ち上げ承認が得られる可能性があると述べた。

同社の焦点は、宇宙軍が配備する小型衛星用の RPS を認定することだが、商業用途も想定されている。

「私たちは月宇宙経済にチャンスがあると考えています」とバーンスタイン氏は語った。 「現在、月面に向かう着陸船はすべて、月の日中は14日間稼働し、月の夜は凍結する予定です。」

「私たちは商業宇宙核時代の幕開けにいます」と彼は言った。 RPSは十分な熱と電力を提供するため、着陸船は何年も運用でき、「将来的に持続可能な月経済を可能にする」だろう。

始まりの経緯

Zeno Power には現在、シアトルとワシントン DC 地域に拠点を置く 25 人の従業員がいます。

他の共同創設者は、最高執行責任者であるジョナサン・シーガルです。 ジェイコブ・マシューズ最高技術責任者。

3人はバーンスタインとシーガルが学部生だったヴァンダービルト大学で出会った。 マシューズはウェスト ポイントの米陸軍士官学校を卒業し、宇宙用の RPS テクノロジーに焦点を当てた機械工学の修士号を取得していました。

「私たちは2018年に集まり、これを追求し始めました」とバーンスタイン氏は語った。

Zeno の戦略的パートナーシップ担当副社長である Tim Frazier 氏は、以前はエネルギー省の RPS プログラムを運営し、NASA のカッシーニとニューホライズンズのミッションの構築を支援しました。

同社のもう一人の幹部であるリンジー・ボールズ氏は、ハイテク億万長者のビル・ゲイツ氏が設立した原子炉の設計開発会社、テラパワー社の元エンジニアリング部長である。

サンドラ・アーウィンは、軍事宇宙プログラム、政策、技術、そしてこの分野を支える産業について書いています。 彼女は、NDIA の国防雑誌の編集者として、20 年近くにわたって軍、国防総省、議会、防衛産業を取材してきました。