ממרוצי פורמולה 1 לכור גרעיני בחלל

מאז אפריל 1965, אז שיגרה נאס"א את כור הניסוי SNAP-10A שפעל במשך 43 ימים בלבד, ארצות הברית נמנעה לחלוטין מהפעלת כורים גרעיניים במסלול סביב כדור הארץ. שישה עשורים לאחר מכן, צבא ארה"ב מאס במגבלות הפאנלים הסולאריים ומחזיר את הביקוע הגרעיני אל קדמת הבמה. חברת ההזנק אנטארס (Antares Industries) זכתה במענק פריצת דרך אסטרטגית בהיקף של 161 מיליון דולר מחיל החלל האמריקאי, במטרה לפתח ולהדגים כור גרעיני זעיר המותאם למשימות צבאיות מורכבות בחלל.

ההשקעה מגיעה על רקע שינוי תפיסתי עמוק בלוחמת החלל. לוויינים מודרניים אינם מסתפקים עוד בשידור פסיבי או בצילום בסיסי; הם דורשים כוח מחשוב חסר תקדים, יכולת תמרון מתמדת כדי לחמוק מיירוט, והפעלת מערכות לוחמה אלקטרונית ונשק מבוסס אנרגיה מונחית (דוגמת לייזרים רבי-עוצמה). לוחות סולאריים הופכים פגיעים מדי, מגושמים וחסרי תועלת באזורים מוצלים או במעמקי החלל, ואילו מקור כוח גרעיני מציע אספקת חשמל רציפה, צפופה ועצמאית לאורך חודשים ושנים.

התוכנית של אנטארס מתבססת על תכנון הכור R1-S, שייבחן תחילה על פני הקרקע לפני שישולב בלוויין לצורך רישוי טיסה. במקום משאבות מכניות מורכבות ונוזלי קירור המועדים לתקלות ולדליפות בתנאי חוסר כבידה, הכור מסתמך על צינורות חום (Heat Pipes) פסיביים להסעת החום מליבת הביקוע. במקביל מפתחת החברה את כור Mark-1, המיועד לייצר חשמל באמצעות מערכת מחזור ברייטון סגור מבוססת חנקן, וצפוי לפעול ברציפות יותר משישה חודשים במסגרת ניסוי שייערך ב-2027.

ההישג של אנטארס אינו נשען על הבטחות תיאורטיות בלבד. בחודש יוני האחרון רשם כור הניסוי שלה, Mark-0, הישג ראשוני במעבדה הלאומית באיידהו במסגרת תוכנית הפיילוט של משרד האנרגיה האמריקאי, והפך לחברה הפרטית הראשונה שמגיעה לביקוע עצמי מתמשך. זמן קצר לאחר מכן השלימה החברה גיוס של 470 מיליון דולר בסבב C, צעד שמעניק לה גב כלכלי משמעותי לעמידה ביעדי הצו הנשיאותי הקורא להצבת כור גרעיני פעיל בחלל כבר בשנת 2028, ולהקמת תשתית גרעינית על פני הירח עד 2030.

מה שמפתיע בסיפור הזה הוא הקשר למירוצי מכוניות. בחודש שעבר חברת אנטארס הודיעה על שיתוף פעולה עם Motion Applied לשילוב אלקטרוניקת הספק (Power Electronics) מעולם מרוצי המכוניות במערכת המרת האנרגיה של הכור. מנועי פורמולה 1 מודרניים הם מערכות היברידיות מורכבות המשלבות מנוע בעירה פנימית עם מערכות מתקדמות לשחזור ואגירת אנרגיה חשמלית והטכנולוגיה שמנהלת את זרמי החשמל העצומים הללו ביעילות ובמהירות קריטית תשמש את אנטארס כדי לנהל את המרת האנרגיה התרמית המופקת מהכור הגרעיני לכוח חשמלי זמין. רכיבי חברת Motion Applied, שמשמשים כ"מוח" האלקטרוני (ECU) של מכוניות פורמולה 1, עברו מיליוני קילומטרים של מרוצים ללא תקלה אחת וזו רמת אמינות שנדרשת עבור כור גרעיני קומפקטי. שיתוף הפעולה בין החברות נועד לאפשר ייצור סדרתי ומהיר באמצעות שימוש ברכיבי מדף המותאמים לתנאי קצה, לקראת הפקת חשמל ראשונית ב-2027 ופריסה מבצעית ב-2028.

המהלך האמריקאי בחלל משקף מרוץ חימוש אנרגטי גלובלי. בעוד אירופה מתמקדת בעיקר באנרגיות מתחדשות קרקעיות ובכורים מודולריים קטנים (SMR) לרשתות אזרחיות, והודו מקדמת פרויקטים גרעיניים מבוססי תוריום לביטחון אנרגטי יבשתי, סין ורוסיה מצהירות בגלוי על תוכניות משותפות להצבת תחנת כוח גרעינית על הירח עד אמצע העשור הבא. בייג'ינג רואה באנרגיה גרעינית מרכיב קריטי לעליונות במסלול סביב כדור הארץ, מה שדוחף את וושינגטון לסגור פער של עשרות שנים בקצב מואץ.

מבחינה היסטורית, ברית המועצות הייתה השליטה הכמעט בלעדית בתחום זה במהלך המלחמה הקרה, עם שיגורם של למעלה משלושים כורים מסדרת RORSAT לחלל. כעת, הטכנולוגיה המודרנית משלבת דלק גרעיני עמיד במיוחד (TRISO) ומערכות המרה מתקדמות, המבטיחות רמת בטיחות ואמינות שטרם נראתה. המעבר מכור מעבדתי באיידהו למערכת מבצעית מוקשחת שמסוגלת לשרוד שיגור לחלל על גבי טיל ותנאי קרינה קיצוניים הוא האתגר ההנדסי הגדול של העשור, אך אם יצליח, הוא ישנה לצמיתות את חוקי המשחק של התעופה והביטחון בחלל.