Kernreactor voor de ruimte: Amerikaans leger investeert 161 miljoen dollar in Antares

De Verenigde Staten hebben sinds 1965 geen kernreactor meer in een baan om de aarde gebracht. Toen lanceerde ruimtevaartorganisatie NASA de experimentele reactor SNAP-10A. Sindsdien draaien satellieten vrijwel altijd op zonnepanelen. Het Amerikaanse Space Force wil daar verandering in brengen en heeft het techbedrijf Antares een microreactor-contract gegund van 161 miljoen dollar. Het geld moet Antares helpen een compacte kernreactor te bouwen die satellieten van constante stroom kan voorzien, ook als de zon niet schijnt.

Waarom een reactor in de ruimte?

Satellieten worden steeds veeleisender. Ze bevatten krachtigere computers, geavanceerde sensoren en soms zelfs wapensystemen. Zonnepanelen leveren beperkt vermogen en werken niet overal even goed, bijvoorbeeld in de schaduw van de aarde of bij zware bewolking van stof in de ruimte. Een kernreactor kan continu stroom leveren, ongeacht zonlicht. Dat geeft satellieten ook meer bewegingsvrijheid: ze hoeven zuiniger om te springen met hun energievoorraad en kunnen vaker van positie veranderen. Voor het Amerikaanse leger is dat belangrijk nu ruimtemissies steeds vaker plaatsvinden in gebieden waar tegenstanders actief zijn.

Twee reactoren, twee fases

Antares werkt aan twee ontwerpen. De eerste, de R1-S, wordt eerst op aarde getest en moet uiteindelijk geschikt gemaakt worden voor een ruimtevlucht. Deze reactor gebruikt warmtepijpen om hitte uit de reactorkern af te voeren, in plaats van pompen en vloeistoffen zoals in traditionele kerncentrales. Dat maakt het ontwerp eenvoudiger en minder gevoelig voor storingen. Daarnaast bouwt het bedrijf aan de Mark-1, een reactor die elektriciteit opwekt via een gesloten Brayton-cyclus, een methode waarbij een gas in een gesloten kringloop wordt verwarmd en afgekoeld om een turbine aan te drijven. De tests met de Mark-1 beginnen naar verwachting in 2027 en moeten meer dan zes maanden duren.

Eerste horde al genomen

Antares boekte dit jaar al een belangrijke mijlpaal. Op 4 juni bereikte de kleinere testreactor Mark-0 bij het Idaho National Laboratory voor het eerst criticaliteit: het punt waarop een kernreactie zichzelf in stand houdt. Antares was daarmee het eerste private bedrijf dat dit voor elkaar kreeg binnen een testprogramma van het Amerikaanse ministerie van Energie. Het bedrijf haalde afgelopen zomer bovendien 470 miljoen dollar op bij investeerders. Volgens topman Jordan Bramble is de nieuwe defensieopdracht het moment waarop de langgekoesterde ambitie om de ruimte in te gaan een officiële missie wordt.

De Amerikaanse regering heeft grotere plannen met kernenergie in de ruimte. Een presidentieel besluit moedigt aan dat er al in 2028 reactoren in een baan om de aarde draaien. Een ander overheidsinitiatief wil kernenergie op het maanoppervlak realiseren rond 2030. Of Antares die ambities kan waarmaken, hangt af van de vraag of een compacte reactor de zware belasting van een lancering en het gebruik in de ruimte kan doorstaan.