Zeno Power obtiene $ 30 millones para construir radioisótopo

WASHINGTON — Zeno Power Systems recibió un contrato de $30 millones para construir un satélite impulsado por radioisótopos para la Fuerza Aérea de EE. UU. para 2025.

El contrato de cuatro años es un acuerdo de "aumento de fondos estratégicos" que proporciona $ 15 millones en fondos gubernamentales, igualados por $ 15 millones de inversores privados, dijo a SpaceNews el cofundador y director ejecutivo de la compañía, Tyler Bernstein.

Zeno, una startup fundada en 2018, desarrolla sistemas de energía de radioisótopos (RPS), un tipo de tecnología de energía nuclear que convierte el calor de los materiales nucleares en descomposición directamente en electricidad.

Bernstein dijo que la compañía diseñó un concepto RPS para satélites pequeños con el objetivo de hacer que la tecnología sea más accesible. Durante décadas, la NASA ha utilizado RPS para impulsar sondas del espacio profundo, pero la tecnología no se ha comercializado debido al costo y los altos obstáculos regulatorios.

El RPS de Zeno es más pequeño y utiliza materiales inferiores. Bernstein espera que el sistema elimine los obstáculos regulatorios y sea aprobado para su lanzamiento en 2025, aprovechando un proceso de revisión más simplificado del gobierno de EE. UU. para las misiones espaciales de propulsión nuclear.

La compañía presentó la idea de RPS al Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea en 2019 y ganó varios contratos de investigación de innovación para pequeñas empresas. El acuerdo STRATFI se firmó en agosto de 2022.

Bernstein llamó al acuerdo STRATFI una "validación clave" de RPS como una tecnología viable para impulsar naves espaciales militares. Para financiar su participación en el proyecto, la empresa utilizará los 20 millones de dólares de capital de riesgo de la Serie A recaudados el año pasado.

Los militares quieren satélites que puedan maniobrar sin tener que preocuparse por quedarse sin combustible, dijo Bernstein. RPS apoyaría ese objetivo.

El teniente coronel Thomas Nix, gerente de proyectos de la Fuerza Espacial de EE. UU. en AFRL, dijo que la tecnología "permitirá una maniobrabilidad constante entre diferentes órbitas, desbloqueando nuevas capacidades para el Departamento de Defensa".

Los satélites tendrían energía "siempre encendida" durante años, dijo Nix.

Cómo funciona RPS

Bernstein advirtió que RPS no debe confundirse con la propulsión eléctrica nuclear que se basa en reactores de fisión.

"No somos un reactor de fisión. Somos una fuente de radioisótopos", dijo.

RPS es más parecido a una batería nuclear que utiliza el calor generado por la descomposición de un isótopo radiactivo para producir electricidad.

"Son piedras realmente calientes en una caja", dijo Bernstein.

Los radioisótopos se descomponen durante décadas y producen calor. Zeno desarrolló un método para capturar ese calor y convertirlo en electricidad usando un dispositivo de estado sólido llamado generador termoeléctrico. La diferencia de temperatura entre el interior caliente y el vacío frío en el espacio genera electricidad.

Un pequeño dispositivo del tamaño de una caja de zapatos genera electricidad durante décadas, dijo Bernstein.

Una característica clave del sistema de Zeno es que no depende del plutonio.

Las misiones planetarias de la NASA utilizan RPS alimentado por el isótopo plutonio 238, que escasea y no está disponible comercialmente. El Departamento de Energía produce solo suficiente plutonio 238 para apoyar misiones clave de la NASA.

En el pasado, la Fuerza Aérea utilizó el isótopo estroncio-90 como fuente de energía, pero sus aplicaciones estaban limitadas debido a su gran masa y baja eficiencia.

El RPS de Zeno utiliza isótopos de estroncio con un diseño novedoso que da como resultado una fuente de calor más liviana. Bernstein dijo que la compañía está explorando el uso de otros isótopos en el futuro.

La primera demostración de la fuente de calor RPS de Zeno tendrá lugar este verano en un laboratorio del Departamento de Energía.

Obstáculos reglamentarios

El despliegue de un satélite alimentado por pequeñas baterías nucleares generalmente enfrentaría enormes obstáculos regulatorios, pero el proceso de aprobación fue facilitado por una orden ejecutiva de 2019 de la administración Trump que revisó el proceso de aprobación de lanzamiento para sistemas nucleares espaciales.

Antes de ese cambio de política, solo había habido un proceso para aprobar los lanzamientos de cualquier nave espacial con sistemas de energía nuclear, independientemente de su composición y tamaño.

La orden de 2019 estableció un sistema de tres niveles para revisar las cargas útiles que transportan sistemas de energía nuclear en función de la cantidad de material radiactivo a bordo y la probabilidad de ciertos niveles de exposición a la radiación en caso de accidente. El proceso de aprobación también analiza los procedimientos de salida de órbita al final de la vida de la misión.

Las naves espaciales que se encuentran en los primeros dos niveles pueden ser aprobadas por su agencia patrocinadora y un panel interinstitucional, y solo las misiones de tercer nivel de mayor riesgo requieren autorización presidencial.

Bernstein dijo que las misiones de nivel inferior ahora pueden funcionar a través de la Administración Federal de Aviación, "permitiendo por primera vez que una entidad comercial lance una nave espacial con un sistema de energía nuclear al espacio". Zeno busca la aprobación del lanzamiento como una misión de primer nivel.

A principios de este año, la solicitud de revisión de la carga útil de Zeno fue aceptada para su revisión por parte de la FAA, dijo Bernstein, y la aprobación de lanzamiento podría llegar en 2025.

El enfoque de la compañía es calificar RPS para pequeños satélites que desplegaría la Fuerza Espacial, pero también se prevén aplicaciones comerciales.

"Vemos oportunidades en la economía espacial lunar", dijo Bernstein. "En este momento, todos los módulos de aterrizaje que van a la superficie lunar operarán durante 14 días durante el día lunar y se congelarán durante la noche lunar".

"Estamos en los albores de la era nuclear espacial comercial", dijo. RPS proporcionaría suficiente calor y energía para que los módulos de aterrizaje puedan operar durante años y "permitir una economía lunar sostenible en el futuro".

Cómo empezó

Zeno Power tiene hoy 25 empleados en Seattle y en el área de Washington, DC.

Los otros cofundadores son Jonathan Segal, director de operaciones; y Jacob Matthews, director de tecnología.

Los tres se conocieron en la Universidad de Vanderbilt, donde Bernstein y Segal estudiaban. Matthews se graduó de la Academia Militar de EE. UU. en West Point y obtuvo una maestría en ingeniería mecánica centrada en la tecnología RPS para el espacio.

"Nos reunimos y comenzamos a buscar esto en 2018", dijo Bernstein.

El vicepresidente de asociaciones estratégicas de Zeno, Tim Frazier, anteriormente dirigió el programa RPS del Departamento de Energía y ayudó a construir las misiones Cassini y New Horizons de la NASA.

Otra ejecutiva de la empresa, Lindsey Boles, es ex directora de ingeniería de TerraPower, una empresa de diseño y desarrollo de reactores nucleares fundada por el multimillonario tecnológico Bill Gates.

Sandra Erwin escribe sobre programas espaciales militares, políticas, tecnología y la industria que respalda este sector. Ha cubierto las fuerzas armadas, el Pentágono, el Congreso y la industria de defensa durante casi dos décadas como editora de National Defense de NDIA... Más por Sandra Erwin