Il razzo Falcon 9 è decollato dalla California il 7 luglio 2026 portando con sé 81 diversi payload. Nella missione condivisa Transporter-17 di SpaceX figuravano CubeSat, microsatelliti, carichi ospitati e veicoli pensati per posizionare altri satelliti sulle rispettive orbite. Fra questi si trovava anche BOHR, una piccola unità orbitale realizzata dall’azienda americana City Labs. Nelle dimensioni assomiglia a molti altri CubeSat che già affollano il cielo sopra di noi. Ciò che porta al suo interno, però, ha richiesto un iter autorizzativo tutt’altro che comune.
BOHR ospita una batteria nucleare al trizio, pensata per generare una corrente minima ma costante lungo archi temporali molto estesi. Il nome per esteso, Betavoltaic Orbital High-Reliability, chiarisce già l’obiettivo dell’esperimento: verificare in orbita l’affidabilità di una tecnologia betavoltaica, ossia in grado di convertire direttamente il decadimento radioattivo in energia elettrica.
City Labs definisce BOHR il primo satellite commerciale equipaggiato con una fonte nucleare, nonché il primo CubeSat di questo tipo. Si tratta quindi di un primato rivendicato dall’azienda stessa, e la definizione potrebbe far pensare a un veicolo interamente alimentato dal trizio. In realtà la situazione è più contenuta: il satellite continua ad affidarsi ai pannelli solari per le comunicazioni e per le funzioni ordinarie di bordo. La batteria NanoTritium serve invece ad alimentare il carico sperimentale, che dovrà dimostrare di operare correttamente dopo il lancio e durante la permanenza nello spazio.
Il funzionamento di una batteria al trizio
Il trizio è una variante radioattiva dell’idrogeno. Con il trascorrere del tempo si trasforma decadendo in elio-3, rilasciando particelle beta, ovvero elettroni. Una batteria betavoltaica cattura parte di questa energia grazie a un materiale semiconduttore e la trasforma direttamente in corrente elettrica.
Il meccanismo richiama, seppur vagamente, quello di una cella fotovoltaica. Nel pannello solare l’energia proviene dalla luce; nel dispositivo al trizio deriva invece dalle particelle rilasciate durante il decadimento radioattivo. Il sistema funziona senza combustione, turbine o componenti meccanici in movimento.
BOHR introduce quindi nello spazio una tecnologia molto differente rispetto ai generatori impiegati sulle sonde Voyager o sui rover marziani Curiosity e Perseverance. Questi ultimi, denominati RTG, sfruttano il calore generato dal decadimento del plutonio-238 trasformandolo in elettricità. La batteria realizzata da City Labs utilizza invece il trizio, lavorando direttamente con le sue emissioni beta.
Anche la potenza in gioco cambia notevolmente. Gli RTG sono in grado di alimentare strumenti scientifici sofisticati, computer e sistemi di comunicazione. Le batterie NanoTritium sviluppate da City Labs operano generalmente tra i nanowatt e i microwatt. L’azienda non ha reso nota la potenza esatta del dispositivo montato su BOHR.
Un microwatt corrisponde a un milionesimo di watt, mentre un nanowatt equivale a un miliardesimo di watt. Sono valori quasi impercettibili nella vita di tutti i giorni, dove una semplice lampadina può richiedere diversi watt e uno smartphone ne assorbe parecchi durante la ricarica.
Nello spazio, tuttavia, questa energia può bastare per mantenere in funzione un sensore, una memoria o un orologio interno. L’energia può inoltre essere accumulata gradualmente in un condensatore o in una batteria secondaria, per poi attivare periodicamente uno strumento o inviare un breve segnale.
Bassa corrente, durata elevatissima
Il vero pregio del trizio risiede nella sua longevità. L’emivita è di circa 12,3 anni: trascorso questo intervallo, la quantità di materiale radioattivo ancora attivo e la potenza generata si dimezzano. Il declino avviene in modo graduale, permettendo alla batteria di continuare a erogare corrente per oltre vent’anni, seppur con una potenza progressivamente decrescente.
Questa fonte energetica risulta poco adatta laddove serve molta energia concentrata in pochi secondi. Diventa invece preziosa nei contesti difficili da raggiungere, dove sostituire una batteria è impossibile e un piccolo strumento deve rimanere operativo per anni. Un sensore può restare quasi sempre inattivo, accumulare lentamente energia e attivarsi solo al momento stabilito oppure quando rileva un fenomeno specifico.
BOHR servirà a verificare le prestazioni e l’affidabilità della batteria dopo le sollecitazioni subite durante il lancio e nel corso del funzionamento nell’ambiente orbitale, caratterizzato da vuoto, radiazioni e forti sbalzi termici. In orbita, un satellite passa rapidamente dalla luce diretta del Sole all’ombra terrestre. I materiali si riscaldano e si raffreddano ripetutamente, mentre i componenti elettronici restano esposti a particelle energetiche capaci di deteriorarli.
Le zone dove i pannelli solari non bastano
Le applicazioni più promettenti riguardano le aree dove la luce solare arriva scarsamente o manca del tutto. Vicino al polo sud lunare esistono crateri le cui pareti e profondità restano perennemente in ombra. In alcune di queste zone le temperature raggiungono livelli estremi e il terreno potrebbe custodire depositi di ghiaccio d’acqua, una risorsa fondamentale per le future missioni.
La NASA ha finanziato uno studio realizzato anche con City Labs per sviluppare piccole sonde alimentate al trizio. Il progetto, separato dalla missione BOHR, prevede dispositivi larghi circa cinque centimetri, distribuiti sulla superficie lunare e lasciati operare in autonomia.
Potrebbero rilevare la presenza di acqua, raccogliere dati geologici o registrare le condizioni ambientali all’interno dei crateri oscuri. La potenza prevista si attesta tra uno e dieci microwatt continui.
La medesima soluzione potrebbe rivelarsi utile su Marte durante le tempeste di polvere che riducono l’efficienza dei pannelli solari, su un asteroide oppure sulle lune ghiacciate del Sistema solare. Difficilmente il trizio farà muovere un rover o alimenterà direttamente una grande antenna. Potrebbe però mantenere attivo il sensore incaricato di rilevare un terremoto lunare, una variazione di temperatura o il passaggio di una particella.
La sicurezza del materiale radioattivo
Il termine “nucleare” evoca reattori, grandi impianti e radiazioni penetranti. BOHR opera invece su una scala decisamente più ridotta. Il trizio emette particelle beta a energia molto bassa, incapaci di attraversare lo strato esterno della pelle. Il pericolo principale emerge quando il materiale penetra nell’organismo attraverso inalazione, ingestione, ferite o assorbimento, in particolare sotto forma di acqua triziata.
Questo non vuol dire che il materiale sia privo di rischi. Il pericolo radiologico esterno è limitato, ma il trizio può diventare dannoso se viene rilasciato e introdotto nell’organismo tramite inalazione, ingestione o assorbimento, soprattutto quando si lega all’ossigeno formando acqua triziata. Per questo motivo il contenimento ermetico resta un elemento essenziale del dispositivo.
La fase più critica riguarda proprio il lancio. Un razzo può esplodere oppure precipitare in mare durante le fasi iniziali della missione. Il contenitore deve dunque mantenere il materiale confinato anche in circostanze estreme.
Secondo quanto riferito da City Labs, la Federal Aviation Administration ha approvato il carico il 30 settembre 2025, al termine di un’analisi di sicurezza sottoposta a revisione e validazione con il supporto dei Sandia National Laboratories, uno dei laboratori federali statunitensi coinvolti anche nella sicurezza nucleare.
Il progetto ha ricevuto finanziamenti collegati anche al comparto della difesa americana. Sensori capaci di funzionare per anni senza necessità di manutenzione interessano le missioni scientifiche, il monitoraggio delle infrastrutture e gli impieghi militari. BOHR si colloca quindi in un ambito dove esplorazione spaziale, ricerca energetica e sicurezza nazionale finiscono spesso per intrecciarsi.
L’energia nucleare accompagna le missioni spaziali già da decenni, ma la novità rivendicata da City Labs sta nelle dimensioni ridotte e nella natura commerciale del progetto: una piccola sorgente radioattiva racchiusa dentro un CubeSat, progettata per alimentare circuiti dal consumo minimo.
A bordo di BOHR, i pannelli solari continuano a svolgere quasi tutte le funzioni. All’interno, una batteria al trizio prova a dimostrare che anche una quantità di energia dell’ordine dei nanowatt o dei microwatt, erogata senza interruzioni per anni, può fare la differenza.
Fonte: City Labs