全球首颗核电源商业卫星上天，不靠阳光也能发电

航天界2026/07/08

第 1189期

新闻速递

绝大多数卫星依靠太阳能帆板和蓄电池维持运行，但这套方案存在先天局限——阳光并非时刻可得，而传统电池的衰减速度又很快。随 Sp aceX公司昨日（7月7日）运输者-17（Transporter-17）拼单任务发射升空的81颗卫星中，BOHR为全球首颗使用核电源的商业卫星，旨在验证氚（Tritium）用作航天器能源的可行性，从而为航天器提供一种不依赖太阳能的持续供电方案。

氚是氢的一种放射性同位素，也被称作超重氢。利用氚衰变发出的β粒子激发荧光粉发光，制成无需外部电源或阳光即可持续发光的氚灯，常用于手表夜光指针、建筑物紧急出口指示牌、枪械瞄准具等。在化学、生物学和医学研究中，氚可以用作放射性示踪剂，帮助科学家追踪物质在环境或生物体内的流动、转化和代谢过程。作为氢弹的重要原料，它也是未来核聚变能的关键燃料。

全称为“贝塔伏特空间高性能”（Betavoltaic Orbital High-Reliability）的这颗卫星是一颗1U立方星，来自成立于2005年的美国“城市实验室”公司（City Labs），其主打产品为NanoTritium™ 系列贝塔伏特电池。BOHR将首次在太空中测试该电池的性能。它的基本原理与NASA旅行者号探测器上配备的放射性同位素热电发电系统有些相似——后者依靠钚核心衰变产生的热量来发电，NanoTritium则是捕获氚在放射性衰变过程中释放出的β粒子，并借助半导体材料将这些粒子直接转化为电流。

把氚用作电源系统的基础材料有一个显著优势：它本身的辐射水平很低。同时，虽然输出功率并不大，氚的半衰期长达12.3年，这意味着这套系统可以连续不断地供电超过20年。更重要的是，与过去的核电源相比，氚安全得多——β粒子连人的皮肤都穿透不了，而且被牢牢锁在固态金属氢化物薄膜中，不存在泄漏或爆炸的风险。

不过，刚刚入轨的BOHR仍然依靠太阳能电池支持卫星平台及日常运行，只有用于验证的载荷独立运行于NanoTritium贝塔伏特电源系统之上。

▲BOHR卫星构型（图源：CityLabs）

长远来看，城市实验室这项技术的真正价值在于有望催生新一代航天器，让人类得以深入那些现有飞行器难以长期驻留的未知之地，比如月球两极的永久阴影区。月球南极被NASA定为阿尔忒弥斯登月任务的目标着陆区，那里储藏着大量水冰，且具备开采利用的潜力。为了支撑这一构想，NASA也在积极资助核反应堆技术的研发。

BOHR正是首个回应这一研发挑战的商业任务。当然，目前这颗立方星上的NanoTritium电能远不足以驱动月球基地那样的庞然大物，但城市实验室公司认为这项技术的应用完全可以通过持续扩展，最终达到那个量级。

公司CEO彼得·卡鲍伊（Peter Cabauy）称，作为商业核能进军太空领域的历史性时刻，该任务表明安全、小型化且已获得监管批准的核动力系统已经可以进入常规商业部署阶段了。

▲带核动力系统的未来月球基地

（图源：NASA）

BOHR卫星以及城市实验室公司的氚技术研发工作是由美国国防部资助的。这也是自特朗普2019年签署《国家安全总统备忘录第20号》、为美国未来发射携带核电源或核推进装置的航天器建立全新安全评估和审批框架以来首个拿到美国联邦航空管理局（FCC）发射许可的核任务。

实际上，核能上天的历史远比1957年苏联发射第一颗人造地球卫星早得多。1945年美国开展人类首次原子爆炸试验后不久，利用原子裂变来推进飞行器或提供电力就被认真提上议程了。最早在天上实际测试这项技术的，可以追溯到1961年的子午仪卫星导航系统（Transit Navigation Satellite System），即美国海军研制的第一代卫星导航定位系统。为核潜艇导航需求而建设的该系统由多颗运行于1100公里极轨的卫星组网，其中一些卫星携带了核电系统。

首颗使用核电源的子午仪4A卫星由 约翰霍普金斯大学应用物理实验室（APL ）研制， 马丁公司（后来成为洛马的一部分）为其研制的核电系统持续运行了整整15年 。卫星团队成员曾向媒体回忆说，1950年代末到1960年代根本没有可靠的宇航级部件可用。“‘可靠性’这个词当时还没进入人们的视野，我们连卫星上的电池能不能撑过5年都没把握。这正是我们开始探索其他能源的原因。”

冷战时期，美国和苏联都曾在多个军用和试验性卫星上使用过核系统——通常用于那些太阳能电池板难以满足供电需求的任务，比如雷达侦察卫星和气象卫星。不过，到了上世纪90年代，随着卫星太阳能帆板越做越大、效率越来越高、电子设备日益精密，核电源逐渐退出近地轨道应用场景，转而主要支持外太阳系深空探测任务。

现在，局面又发生变化了。美国国防部正在积极寻求更坚固、抗损能力更强的军用卫星供电方案，既要足够可靠，又要比那些依赖铀和钚的上一代核电卫星安全得多。

这一背景下，BOHR项目应运而生。它不仅肩负着验证城市实验室公司技术性能和可靠性的使命，更被赋予了一项重要任务——充当美国政府太空安全法规框架下的“监管探路者”，为未来商业航天核系统的常态化应用扫清制度障碍。

▲子午仪4A是第一颗携带核电源

进入太空的卫星（图源：APL ）

新闻综合自：

1. Josh Dinner, SpaceX just launched the 1st-ever nuclear-powered commercial satellite,

https://www.space.com/space-exploration/launches-spacecraft/spacex-just-launched-the-1st-ever-nuclear-powered-commercial-satellite

2. David Szondy, World's first commercial nuclear-powered payload now in orbit,

https://newatlas.com/space-systems/worlds-first-commercial-nuclear-powered-payload-orbit/

3. Ellyn Lapointe, Commercial Spaceflight Just Entered the Nuclear Age,

https://gizmodo.com/commercial-spaceflight-just-entered-the-nuclear-age-2000782443

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