- 核微电源可能成为月球探索的关键技术。
- 这种技术能在极端环境下持续运作，无需充电。
- Cabauy 认为核微电源将促进月球经济的发展。
- 未来应用包括心脏起搏器和工业传感器等领域。
在我们最新一集的《Lexicon》中，我们访问了 City Labs 的首席执行官及创始人 Peter Cabauy，探讨为何电力而非推进系统可能成为下一个太空探索时代的关键技术。Cabauy 解释了月球极端环境，特别是其长达 14 天的黑夜和极其寒冷的气温，为长期月球任务带来的重大挑战，以及为何核微电源可能是维持探测器、设备和未来月球基地运行的关键。
Cabauy 说：“月球是一个非常不适宜的环境。你的探测器只能运行 14 天，因为这是月球白昼的长度。”随后便是月球夜，另有 14 天的黑暗，气温降至低于液氮的水平。“我们都见过将花放入液氮后用锤子敲打的情况，想象一下在这样的环境下让探测器存活是多么困难。”他表示，这正是核微电源派上用场的地方。与传统核反应堆不同，City Labs 开发出微型电源，通过氚的自然衰变产生电力和热量。
“最简单的比喻是一个太阳能电池，而我们接收的不是光，而是贝塔辐射。”那些电子产生微小但持续的电流。虽然输出以纳瓦或微瓦计算，而非千瓦，但这些系统无需充电，并能运行数十年。“真正的力量在于它是持续的，能在极端温度下运作。”
他强调，这些设备并不是为了取代锂电池。“如果你能使用锂电池来完成需要的工作，请这样做。这是为了那些无法更换的情况。”相反，它们专为在无法更换电池、成本过高或危及生命的环境设计。例如，心脏起搏器就是一个例子。“你真的希望进行额外的手术吗？”
核微电源的潜在应用
Cabauy 认为，可靠的长期电力将成为人类在月球上永久存在的关键技术之一。“核微电源将促进月球经济的发展。”他希望不再依赖长达数英里的铜缆或在月球夜间失效的太阳能电池板，而是构想数千或数百万个自动化传感器分布在月球表面。“你可以将成千上万的这些设备投放到永远阴暗的陨石坑中。”这些传感器可以提供导航、通讯、环境监测和科学数据，并在阳光永不照射的地方持续运作。
“想象一下月球表面上有数百万个这种氚驱动的小设备，这就是未来的方向。”他还相信这些设备可以支持未来的火星任务、日心航天器及新一代微型卫星。“我们对今天无法想象的未来感到兴奋。”
Cabauy 成长过程中的英雄之一是乔治·华盛顿·卡佛，这位科学家因发现花生的数百种应用而闻名。“乔治·华盛顿·卡佛试图找到花生的千种用途。”他表示，“在 City Labs，我们试图为氚找到千种用途。”这种心态塑造了这家公司目前所追求的一切。他解释说，氚是一种理想的放射性同位素，因为它相对无害，已经有现成的监管框架，并且拥有可靠的供应链。“我们选择氚并非偶然。”
今天，City Labs 利用它来制作贝塔伏打电池、热源以及未来的推进概念。
尽管花费了二十年开发这项技术，Cabauy 认为工程挑战只是故事的一部分。“工程过程非常艰难，但我认为监管挑战同样艰巨。”公司的创新不仅集中在使设备运行上，还在于使其足够安全以符合现有的监管框架。“我们发现自己在朝着监管和商业扩展的方向进行工程。”这项工作最终导致他所描述的重大里程碑。“我们正跨越核空间的门槛，成为第一个能够商业化发射核设备的公司。”
或许谈话中最引人入胜的部分与核技术无关。Cabauy 分享了一些关于公司历史上最黑暗时期的坦诚资讯。“那是一个糟糕的年份。”他回忆起 2017 年 City Labs 差点关闭的时刻。“我告诉我的妻子，‘我放弃了。我无法再这样下去了。’”随后的早晨，他有了不同的认识。“我说，‘好吧…我不能放弃。我只是不知道怎么做。’”公司甚至缺乏资金来关闭其设施，几乎别无选择，只能继续出现。
他表示，改变的是他的心态。“当机会来临时，我只会说是。”他不再像物理学家那样分析每一个决定，而是回到了童年时的好奇心。“我决定回到那个童年的发明家身上。”出乎意料的是，人们开始提供帮助。“我开始意识到，帮助不仅仅是支付人们的工作。”他说，“还有将我们带往何方的愿景。”这一转变证明是变革性的。“人们会主动提供帮助。”他说，“我唯一需要做的就是说是。”不久之后，来自洛克希德·马丁太空部门和医疗器械制造商的合同开始到来，为 City Labs 设置了当前的发展道路。
未来的技术发展
尽管月球探索占据了大部分讨论，Cabauy 认为核微电源在距离我们更近的地方也会找到应用。他强调了油气钻井监测、工业传感器和下一代医疗植入物等领域。他特别兴奋于无导线的心脏起搏器。“如果你想将其缩小到米粒大小，核能可能是最佳选择。”他还指出了研究正在探索微型氚发电光源，旨在帮助预防糖尿病视网膜病变，可能减缓患者的视力损失。
展望未来，Cabauy 仍专注于 City Labs 即将达成的里程碑，包括其 Bohr 卫星演示任务的启动。“我们正在开启这个核空间时代。”他表示，然而他的雄心不仅限于 City Labs 本身。“我希望 City Labs 在核微电源的领域引领潮流。”他说，“但这不仅仅是我们。还有许多其他人使用这类技术来寻找应用和使用案例，这些是我们今天的想象力所无法预见的。”
核微电源在太空探索中的重要性
核微电源技术的发展对于月球及其他极端环境的探索至关重要。随着太空探索的需求增加，传统能源供应方式已无法满足长期任务的要求。核微电源提供了持久且稳定的能量来源，能在极端温度下运作，这对于未来的月球基地及其他行星任务是不可或缺的。此外，这项技术的应用范围不仅限于太空，还可扩展至医疗和工业领域，显示出其广泛的潜力和重要性。