拉脱维亚初创公司开发高效太空核能系统

拉脱维亚核能初创公司Deep Space Energy（DSE）已获得93万欧元（110万美元）资金，用于开发放射性同位素发电系统，该系统可使月球任务持续多年。这笔资金包括35万欧元的预种子轮融资，以及来自欧洲空间局（ESA）、北约北大西洋防御创新加速器（DIANA）和拉脱维亚政府的58万欧元公共合同和赠款。DSE是首家被选入北约DIANA计划的拉脱维亚公司。预种子轮融资由Outlast Fund和立陶宛太空初创公司NanoAvionics（现为Kongsberg NanoAvionics）联合创始人Linas Sargautis领投。

DSE成立于2022年，已在实验室条件下验证了其技术。公司将利用新资金继续研发，并扩充团队，增加系统工程师，以帮助将发电系统转化为未来航天器的子系统。

该公司正在开发一种放射性同位素热声线性感应发电机（RTALIG），可将放射性同位素自然衰变产生的热量转化为电能。与使用固态热电偶的传统放射性同位素热电发电机（RTG）不同，DSE的系统利用斯特林发动机和动态转换器，实现了显著更高的转换效率。

尽管斯特林发动机通常因其复杂性和活塞运动而被认为不太适合太空飞行，但DSE已构建了一个仅依赖单个活塞的版本，以降低故障风险。其结果是，该系统效率比RTG高四到五倍，同时保持了长期太空飞行所需的可靠性。

该系统需要大约2公斤的镅-241来产生50瓦的功率，而传统的RTG系统需要10公斤才能达到相同的输出。RTALIG设计目标效率为25%，大约是传统热电系统效率的五倍。

“简单来说，与发电机相比，我们需要的放射性同位素燃料减少了五倍，这实际上是改变游戏规则的关键，”首席执行官Mihailis Ščepanskis告诉Payload。“目前，还没有可靠且可扩展的放射性同位素材料供应。”

该公司的目标是创建一个具有两种用途的系统：短期用于延长月球车任务寿命，以支持机构在月球上的努力；长期用于商业应用，包括资源勘探和月球采矿；以及在轨卫星上飞行，提供战略电力储备，减少卫星运营商对在轨冗余硬件的依赖。

DSE的目标是在2029年进行演示飞行，很可能搭载电模拟器而非放射性同位素。这是一种在不等待监管批准在太空飞行核材料的情况下获得飞行履历的策略。此后，公司预计在2030年代初期开始执行运行任务，具体取决于机构需求和监管批准。

从长远来看，DSE正将其技术定位为支持新兴的月球经济，包括NASA和ESA的Artemis和Argonaut计划。月球探索的一个主要挑战是14天的月夜，温度降至零下150摄氏度以下，使太阳能月球车无法运行。

通过提供独立于太阳的热源和电源，DSE的发电机将使月球车能够存活多个昼夜周期，从而可能将任务寿命从数周延长至数年。首席执行官Mihails Ščepanskis指出，减少燃料需求是一个关键因素，因为全球镅-241的产量仍然非常有限。

DSE制定了专注于轨道和月球应用的战略路线图：

2026-2027年：技术成熟和原材料安全供应链的开发。

2029年：计划演示飞行，可能使用电模拟器以获得飞行履历。

2030年代初期：部署运行单元，作为中地球轨道、地球静止轨道和高椭圆轨道高价值卫星的辅助电源。

2035年远景：扩大生产规模，以支持月球表面小型月球车队和永久基础设施。

“未来服务的可用性和月球工业活动的规模直接与能源的可用性和价格相关，”Ščepanskis解释道。“通过将每公斤放射性同位素产生的电量增加五倍，我们有效降低了月球上每千瓦时的成本。这意味着月球表面的所有活动都更容易进行。因此，此类活动的数量将增加，对能源的需求也会增加。”

他深信，Deep Space Energy代表了拉脱维亚在月球经济中立足的机会。“到本世纪中叶，月球经济将大致相当于波兰的GDP。我们可以参与其中。这意味着Deep Space Energy在月球上的运营可以使拉脱维亚的GDP翻一番。但这将是本世纪中叶的事。目前，我们的技术可以帮助欧洲应对同样重要的安全挑战。”

他指出，现代战争依赖于卫星提供的情报数据。“不幸的是，缺乏军事卫星是欧洲防务中最严重的短板。我们依赖美国的数据，因为美国拥有这样的卫星。近期事件表明，更大的独立性——即使是来自盟友——以及在战略重要领域发展主权资产至关重要。军事卫星，特别是昂贵的地球静止卫星，是欧洲必须投入资源的特定领域。”

昂贵的军事卫星抵御潜在敌方干扰的韧性对于确保安全获取情报数据至关重要。因此，北约DIANA最新征集中的一个挑战专门针对太空资产的韧性。Ščepanskis对DSE被纳入该计划感到特别自豪。

“北约成员国没有像其他国家那样庞大的军队，因此北约正在投资确保联盟的技术优势优于对手。北约选择我们，是因为它相信我们的技术有潜力为联盟的技术优势做出贡献。DIANA太空挑战小组包括多家英国和美国公司，以及瑞典和葡萄牙的公司。一家拉脱维亚初创公司成功加入这个历来由大国主导的小组，已经是一项重大成就。”

尽管DSE的短期战略在于防务市场，但Ščepanskis相信，从长远来看，公司将参与月球经济。