- 核微電源可能成為月球探險的關鍵技術。
- 這種技術能在極端環境下持續運作，無需充電。
- Cabauy 認為核微電源將促進月球經濟的發展。
- 未來應用包括心臟起搏器和工業傳感器等領域。
在我們最新一集的《Lexicon》中，我們訪問了 City Labs 的首席執行官及創始人 Peter Cabauy，探討為何電力而非推進系統可能成為下一個太空探索時代的關鍵技術。Cabauy 解釋了月球極端環境，特別是其長達 14 天的黑夜和極其寒冷的氣溫，為長期月球任務帶來的重大挑戰，以及為何核微電源可能是維持探測器、設備和未來月球基地運行的關鍵。
Cabauy 說：「月球是一個非常不適宜的環境。你的探測器只能運行 14 天，因為這是月球白晝的長度。」隨後便是月球夜，另有 14 天的黑暗，氣溫降至低於液氮的水平。「我們都見過將花放入液氮後用錘子敲打的情況，想像一下在這樣的環境下讓探測器存活是多麼困難。」他表示，這正是核微電源派上用場的地方。與傳統核反應堆不同，City Labs 開發出微型電源，通過氚的自然衰變產生電力和熱量。
「最簡單的比喻是一個太陽能電池，而我們接收的不是光，而是貝塔輻射。」那些電子產生微小但持續的電流。雖然輸出以納瓦或微瓦計算，而非千瓦，但這些系統無需充電，並能運行數十年。「真正的力量在於它是持續的，能在極端溫度下運作。」
他強調，這些設備並不是為了取代鋰電池。「如果你能使用鋰電池來完成需要的工作，請這樣做。這是為了那些無法更換的情況。」相反，它們專為在無法更換電池、成本過高或危及生命的環境設計。例如，心臟起搏器就是一個例子。「你真的希望進行額外的手術嗎？」
核微電源的潛在應用
Cabauy 認為，可靠的長期電力將成為人類在月球上永久存在的關鍵技術之一。「核微電源將促進月球經濟的發展。」他希望不再依賴長達數英里的銅纜或在月球夜間失效的太陽能電池板，而是構想數千或數百萬個自動化傳感器分佈在月球表面。「你可以將成千上萬的這些設備投放到永遠陰暗的隕石坑中。」這些傳感器可以提供導航、通訊、環境監測和科學數據，並在陽光永不照射的地方持續運作。
「想像一下月球表面上有數百萬個這種氚驅動的小設備，這就是未來的方向。」他還相信這些設備可以支持未來的火星任務、日心航天器及新一代微型衞星。「我們對今天無法想象的未來感到興奮。」
Cabauy 成長過程中的英雄之一是喬治·華盛頓·卡佛，這位科學家因發現花生的數百種應用而聞名。「喬治·華盛頓·卡佛試圖找到花生的千種用途。」他表示，「在 City Labs，我們試圖為氚找到千種用途。」這種心態塑造了這家公司目前所追求的一切。他解釋說，氚是一種理想的放射性同位素，因為它相對無害，已經有現成的監管框架，並且擁有可靠的供應鏈。「我們選擇氚並非偶然。」
今天，City Labs 利用它來製作貝塔伏打電池、熱源以及未來的推進概念。
儘管花費了二十年開發這項技術，Cabauy 認為工程挑戰只是故事的一部分。「工程過程非常艱難，但我認為監管挑戰同樣艱巨。」公司的創新不僅集中在使設備運行上，還在於使其足夠安全以符合現有的監管框架。「我們發現自己在朝著監管和商業擴展的方向進行工程。」這項工作最終導致他所描述的重大里程碑。「我們正跨越核空間的門檻，成為第一個能夠商業化發射核設備的公司。」
或許談話中最引人入勝的部分與核技術無關。Cabauy 分享了一些關於公司歷史上最黑暗時期的坦誠資訊。「那是一個糟糕的年份。」他回憶起 2017 年 City Labs 差點關閉的時候。「我告訴我的妻子，『我放棄了。我無法再這樣下去了。』」隨後的早晨，他有了不同的認識。「我說，『好吧…我不能放棄。我只是不知道怎麼做。』」公司甚至缺乏資金來關閉其設施，幾乎別無選擇，只能繼續出現。
他表示，改變的是他的心態。「當機會來臨時，我只會說是。」他不再像物理學家那樣分析每一個決定，而是回到了童年時期的好奇心。「我決定回到那個童年的發明家身上。」出乎意料的是，人們開始提供幫助。「我開始意識到，幫助不僅僅是支付人們的工作。」他說，「還有將我們帶往何方的願景。」這一轉變證明是變革性的。「人們會主動提供幫助。」他說，「我唯一需要做的就是說是。」不久之後，來自洛克希德·馬丁太空部門和醫療器械製造商的合同開始到來，為 City Labs 設定了當前的發展道路。
未來的技術發展
儘管月球探索佔據了大部分討論，Cabauy 認為核微電源在距離我們更近的地方也會找到應用。他強調了油氣鑽井監測、工業傳感器和下一代醫療植入物等領域。他特別興奮於無導線的心臟起搏器。「如果你想將其縮小到米粒大小，核能可能是最佳選擇。」他還指出了研究正在探索微型氚發電光源，旨在幫助預防糖尿病視網膜病變，可能減緩患者的視力損失。
展望未來，Cabauy 仍專注於 City Labs 即將達成的里程碑，包括其 Bohr 衞星演示任務的啟動。「我們正在開啟這個核空間時代。」他表示，然而他的雄心不僅限於 City Labs 本身。「我希望 City Labs 在核微電源的領域引領潮流。」他說，「但這不僅僅是我們。還有許多其他人使用這類技術來尋找應用和使用案例，這些是我們今天的想象力所無法預見的。」
核微電源在太空探索中的重要性
核微電源技術的發展對於月球及其他極端環境的探索至關重要。隨著太空探索的需求增加，傳統能源供應方式已無法滿足長期任務的要求。核微電源提供了持久且穩定的能量來源，能在極端溫度下運作，這對於未來的月球基地及其他行星任務是不可或缺的。此外，這項技術的應用範圍不僅限於太空，還可擴展至醫療和工業領域，顯示出其廣泛的潛力和重要性。