Vệ tinh thương mại sử dụng năng lượng hạt nhân đầu tiên trên thế giới tiến vào không gian
Sáng ngày 7/7, ngành công nghiệp vũ trụ toàn cầu đã ghi nhận một cột mốc lịch sử khi vệ tinh BOHR (Betavoltaic Orbital High-Reliability) của công ty City Labs (Mỹ) được phóng thành công lên quỹ đạo. Đi cùng sứ mệnh Transporter-17 trên tên lửa Falcon 9 của SpaceX, đây là vệ tinh thương mại đầu tiên trên thế giới vận hành bằng năng lượng hạt nhân, hứa hẹn tạo ra cuộc cách mạng cho các nền tảng thiết bị không gian trong tương lai.
Giải pháp đột phá thay thế năng lượng mặt trời truyền thống
Nhiều thập kỷ qua, các tấm pin mặt trời luôn là nguồn cung cấp điện năng chủ đạo cho tàu vũ trụ và vệ tinh. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất của công nghệ này là sự phụ thuộc tuyệt đối vào ánh sáng. Khi thiết bị tiến vào vùng tối của Trái Đất, thám hiểm không gian sâu hay hạ cánh xuống các miệng hố vĩnh viễn không có ánh sáng trên Mặt Trăng, các tấm pin này gần như vô dụng. Dù có các hệ thống lưu trữ dự phòng, dung lượng của chúng vẫn hữu hạn và suy giảm nhanh chóng theo thời gian.
Để giải quyết triệt để bài toán này, City Labs đã phát triển vệ tinh BOHR. Theo ông Peter Cabauy, CEO của City Labs, sự kiện này là một bước ngoặt lịch sử của ngành hàng không vũ trụ. Việc tích hợp hệ thống phát điện hạt nhân cỡ nhỏ giúp vệ tinh duy trì nguồn năng lượng liên tục trong nhiều năm liền, hoàn toàn thoát khỏi sự phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời cũng như khắc phục được giới hạn về tuổi thọ của các loại pin hóa học thông thường.
Công nghệ pin hạt nhân an toàn và bền bỉ
Khác với những hệ thống lò phản ứng phân hạch phức tạp, sức mạnh của BOHR nằm ở công nghệ pin betavoltaic độc quyền mang tên NanoTritium. Hệ thống này không tạo ra phản ứng dây chuyền mà thu thập năng lượng thông qua quá trình phân rã beta tự nhiên của tritium (một đồng vị phóng xạ của hydro). Đáng chú ý, khi nhiên liệu phân rã, nó biến đổi thành helium-3 – một đồng vị ổn định và hoàn toàn không có tính phóng xạ.
Điểm ưu việt của pin NanoTritium là không chứa chất điện phân lỏng, không có bộ phận chuyển động và phát ra mức bức xạ cực thấp. Điều này giúp triệt tiêu gần như hoàn toàn nguy cơ thoát nhiệt hay cháy nổ, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho các chuyến bay thương mại. Nhờ đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe, sứ mệnh này đã vượt qua quá trình kiểm định độc lập của Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia và chính thức được Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) cấp phép vào cuối tháng 9/2025.
Tiền đề cho các sứ mệnh không gian sâu và chương trình Artemis
Thực tế, việc ứng dụng năng lượng hạt nhân ngoài không gian không phải là một khái niệm mới. Các thế hệ robot thám hiểm nổi tiếng của NASA như Curiosity, Perseverance hay tàu Voyager đều từng sử dụng năng lượng từ sự phân rã của plutonium. Tuy nhiên, việc một hệ thống năng lượng hạt nhân nhỏ gọn, an toàn được đưa lên bệ phóng thương mại lại là một bước tiến mang tính tiên phong, mở ra cơ hội triển khai diện rộng với chi phí tối ưu hơn.
Sự xuất hiện của BOHR đặc biệt có ý nghĩa trong bối cảnh nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng dài hạn ngoài Trái Đất đang ngày một tăng cao. Với chương trình Artemis, NASA đang đặt mục tiêu thiết lập căn cứ tại cực nam Mặt Trăng – khu vực sở hữu lượng băng nước dồi dào nhưng lại chìm trong bóng tối vĩnh cửu. Sự thành công của công nghệ pin NanoTritium sẽ là chìa khóa cung cấp nguồn điện bền bỉ cho các trạm liên lạc, thiết bị cảm biến và hệ thống nghiên cứu, tạo tiền đề vững chắc cho kỷ nguyên chinh phục không gian sâu của nhân loại.
