1. Тривога: ядерні висотні вибухи!
2. Огляд: ядерні ВИБУХИ НА ОРБІТІ
3. Низька орбіта - високий ризик
4. захист супутників
5. Слідом за бомбою
6. Так чи мала загроза?

9 липня 1962 року в США на атолі Джонстон в Тихому пройшли океані випробування вибуху термоядерного в космосі. Запуск боєголовки ядерної з використанням ракети балістичної Thor, кодовою під назвою "Морська зірка - 1", останнім був в серії подібних експериментів, що проводилися протягом чотирьох міністерством років оборони США. Але в той момент, ракета коли прокреслила в небі димний слід, хто мало міг припустити, несподіваними наскільки виявляться висотного наслідки вибуху потужністю 1,4 мегатонни.

Тим часом на Гаваях, приблизно в 1300 км від місця подій, інформація про останньому вибуху "райдужної бомби" просочилася в друк, і населення островів з нетерпінням початку очікувало "феєрверку". Коли вибухнула боєголовка на висоті 400 км, спалах сліпуча на миті море осяяла і небо полуденного подібно до сонця, чого після небеса на секунду придбали світло-зелений колір.

Однак жителів більшість Гавайських спостерігали островів менш наслідки приємні вибуху. На острові Оаху згасло раптово вуличне освітлення, прийматися перестала місцева радіостанція, а також телефонна зник зв'язок. Десь в Тихому океані на півхвилини робота порушилася високочастотних систем радіозв'язку. Пізніше вчені встановили, що "Морська зірка" послала в простір імпульс електромагнітний (ЕМВ) руйнівною гігантської сили, захлеснув який величезну навколо територію епіцентру вибуху.

Випробування, проведене в 1958 р оборони міністерством США, назвали "Апельсин". 1,9-мегатонн бомба атомна була підірвана на висоті близько 43 км атолом над Джонстон в Тихому океані.

Протягом хвилин кількох небо обрієм над забарвилося в криваво-червоний колір. Вчені з нетерпінням саме очікували цього моменту. У всіх висотних попередніх випробуваннях в космосі хмара виникало заряджених частинок, через яке деякий деформувалося час магнітним полем Землі і витягувалося уздовж її природних радіаційних поясів, змальовуючи їх структуру. Але ніхто не очікував того, сталося що в наступні місяці: штучні інтенсивні радіаційні вивели пояса з ладу сім супутників, які зверталися на низьких навколоземних орбітах, - існував третину тоді космічного флоту.

Тривога: ядерні висотні вибухи!

Сьогодні ШСЗ використовуються в зв'язку, навігації, телебачення і радіомовлення. Згідно з даними Асоціації супутникової промисловості, на низьких звертається орбітах близько комерційних 250 і військових супутників, і більшість з них безпорадно абсолютно перед радіацією, може яку викликати атомний висотний вибух. Стрімкий виробництва збільшення ядерної зброї і балістичних викликає ракет побоювання і змушує задуматися про майбутнє супутникової світової системи. Один ядерний невеликий заряд, підірваний на обраної висоті над США, "може вплинути на зв'язок, електроніку та інші системи, що завдасть шкоди непоправної економіці країни", - стверджує Роберт Норріс (RobertNorris), науковий старший співробітник Ради з охорони природних ресурсів, участь приймає в ядерній програмі.

США, Росія, Китай, Великобританія, Франція, Ізраїль, Індія, Пакистан і, можливо, Північна Корея мають зараз такими можливостями.

Огляд: ядерні ВИБУХИ НА ОРБІТІ

Звіт за 2001 р, комітетом випущений Дональда Рамсфельда (DonaldH. Rumsfield), міністра нинішнього оборони (офіційно комітет цей зветься: комісія з безпеки управління і організації космічних національних досліджень), попереджає, що "США очікувати може" космічний Перл-Харбор " . Далі в цьому міститься документі заклик до керівництва вживати держави більш активні дії, знизити щоб загрозу нападу несподіваного і його можливих наслідків.

Система протиракетної оборони, яку створює США, захистити щоб себе і своїх союзників від атак з використанням далекого ракет дії, не надто надійна і швидше за все не здатна захистити повністю ці країни. Грубо кажучи, проти якщо ракети з ядерною боєголовкою і дистанційним застосувати детонатором протиракет, то цим спровокувати можна висотний ядерний вибух.

У 2001 р Управління оборони Пентагону щодо зниження загрози (Defense Threat Reduce Agency, DTRA) оцінити спробувало можливі випробувань наслідки для низькоорбітальних супутників. Результати невтішні: невеликого одного ядерного заряду (від 10 до 20 кілотонн - як бомба, скинута на Хіросіму), підірваного на висоті від 125 до 300 км, "досить, щоб на кілька тижнів або навіть вивести місяців з ладу всі супутники, які не мають захисту спеціальної від радіації ". Денис Пападопулос (К. DennisPapadopoulos), фахівець з фізики плазми з Мерілендського університету, іншої думки: "10-кілотонн ядерна бомба, висаджена на спеціально розрахованої висоті, привести може до втрати 90% всіх супутників низькоорбітальних приблизно на місяць".

Згідно зі звітом управління, в деяких навколоземного точках простору в результаті ядерного висотного вибуху радіації рівень може збільшитися на 3-4 порядки і залишатися підвищеним протягом двох років. Всі супутники, які опинилися в зоні з підвищеним фоном, накопичувати будуть радіацію набагато швидше, передбачалося ніж при проектуванні, значно що знизить електроніки швидкодію і призведе до зростання споживання енергії. Ймовірно, в першу відмовить чергу система орієнтації або зв'язку, і супутники вже не зможуть свої виконувати завдання або їх термін значно служби скоротиться. До того ж рівень високий радіації запуску завадить ремонтних бригад. "Пілотовані польоти космічні повинні припинені бути на рік або більше, рівень поки радіації не знизиться", - наголошується в звіті. Підраховано, витрати що на заміну апаратури, яка виведена з ладу висотного наслідками ядерного вибуху, більш складуть $ 100 млрд. (Крім економічних загальних втрат від втрати можливостей, космічної надаються технікою!) "На жаль, ми не надаємо висотних загрозу ядерних того вибухів значення , вона якого заслуговує ", - застерігає Курт Велдон (CurtWeldon), прихильник розгортання системи ПРО і ядерної оборони, комітету член з озброєнь представників палати конгресу США.

Низька орбіта - високий ризик

Сьогодні наслідки вивчаються американських і радянських випробувань ядерних в космосі, що проводилися в 1950-х і 1960-х рр. Відомо, ядерний що вибух в атмосфері створює розширюється швидко хмара розжареного газу (плазмоїд), посилає яке зовні ударну хвилю. У той же воно час випускає в усіх жахливе напрямках кількість енергії у вигляді теплового випромінювання, рентгенівських високоенергічних і гамма-квантів, нейтронів швидких і іонізованих самої залишків ядерної боєголовки. Поблизу Землі поглинає атмосфера випромінювання, через повітря чого нагрівається до екстремально високої температури. Цього достатньо, щоб "м'яко посадити" хмара ядерне на Землю. Молекули послаблюють повітря генерацію електромагнітного імпульсу. Тому руйнування основні від ядерного вибуху, виробленого недалеко від поверхні, ударними викликані хвилями, стирають все з лиця землі, неймовірної вітрами сили і воістину пекельною спекою.

Магнітні околиці Землі

Висотні вибухи ядерні (зазвичай більше 40 км) зовсім супроводжуються іншими ефектами. Оскільки відбуваються вони практично в безповітряному просторі, плазми хмара розширюється швидше набагато і досягає більшого розміру, це ніж було б у поверхні, а випромінювання набагато проникає далі.

Денис Пападопулос пояснює, що виникає що при цьому електромагнітний сильний імпульс складну має структуру. У перші десятків кілька наносекунд близько 0,1% енергії, виробленої вибухом, висвічується у вигляді гамма-випромінювання з енергією квантів від 1 до 3 МеВ (мегаелектронвольт, вимірювання одиниця енергії). Потужний потік гамма-квантів вдаряє в земну атмосферу, вони де стикаються з молекулами повітря і відривають від них електрони (отскаківаніе електрона при зіткненні з гамма-квантом називають фізики ефектом Комптона). Так утворюється комптонівське лавина електронів з енергіями близько 1 МеВ, рухаються які по спіральним уздовж траєкторіях силових магнітного ліній поля Землі. Що створюються електричні нестабільні поля і струми генерують на висоті від 30 до 50 км поверхнею над Землі випромінювання електромагнітне в діапазоні радіочастот від 15 до 250 МГц.

За словами Дениса Пападопулоса, для мегатонної бомби, підірваної на висоті 200 км, що випромінює діаметр області приблизно буде 600 км. Висотний ЕМІ створити може різниця потенціалів, достатню, зруйнувати щоб будь-які електричні чутливі ланцюга і прилади, що знаходяться на землі в межах прямої видимості. "Але на високій орбіті поле, створюване ЕМІ, не так сильно і в цілому створює менше перешкод", - додає він

Вчені стверджують, що, по крайней мере, 70% енерговиділення бомби атомної доводиться на електромагнітне випромінювання в рентгенівському діапазоні, яке, як і супутнє йому гамма-випромінювання і нейтрони з високою енергією, крізь проникає всі предмети, що зустрічаються на шляху. Енергія зменшується випромінювання з відстанню, тому супутники, далеко знаходяться від місця вибуху, страждають менше, опинилися ніж поблизу.

Наслідки ядерного висотного вибуху

"М'який рентген" - промені рентгенівські з низькою енергією, також які утворюються при висотному ядерному вибуху, - не проникає космічного всередину апарату, але нагріває його оболонку, може що вивести з ладу начинку електронну супутника. До того ж рентген м'який руйнує сонячних покриття батарей, погіршуючи значно їх здатність виробляти енергію, а також оптичні псує поверхні положення датчиків і телескопів. Рентгенівське більш випромінювання високої енергії, впливаючи на супутник, освіта викликає потоків електронів, призводять які до виникнення електричних сильних струмів і напруг, просто здатних спалити чутливі електронних схем.

Як вважає Денис Пападопулос, речовина іонізованних самої вступає боєголовки у взаємодію з магнітним полем Землі, виштовхується яке з областірадіусом 100-200 км, і його призводить рух до виникнення електричних низькочастотних коливань. Ці повільно хвилі осцилюючі відбиваються від поверхні Землі і нижніх шарів іоносфери, в результаті ефективно чого поширюються земного навколо кулі. Незважаючи на те що електричного амплітуда поля невелика (менш милливольта на метр), на великих відстанях, наприклад, на кінцях наземних або підводних ліній електропередач, виникнути може значне напруження, викличе що численні пробої в електричних ланцюгах. Саме ефект цей викликав аварії в електричних і телефонних мережах Гаваїв експерименту після "Морська зірка".

Після перших прояви наслідків вибуху на сцену сам виходить плазмоїд. Це енергійних хмара електронів і протонів магнітним прискорюється полем в магнітосфері Землі, в результаті радіаційні природні пояси, що оточують планету, збільшаться в розмірах. Крім того, частинки деякі "тікають" з цих областей і утворюють радіаційні штучні пояса в проміжку між природними. Цей названий ефект на честь Ніколаса Хрістофілоса (NicholasChristofilos), його передбачив в середині 1950-х рр. В кінці 1950-х рр. США серію справили ядерних вибухів в космосі (проект "Аргус"), які підтвердили повністю гіпотезу Хрістофілоса, який вважав, штучні що радіаційні зможуть пояса блокувати радіозв'язок або навіть виводити з ладу потрапляють в них балістичні ракети.

захист супутників

Пентагон кілька вже десятиліть програму розробляє захисту космічних своїх апаратів. Багато супутники військові були переведені на високі орбіти, щодо вважаються безпечними в разі ядерного вибуху. На деякі встановили супутники спеціальні екрани, електроніку захищають від радіації, по суті, це фарадеевих клітини - металеві замкнуті оболонки, що не пропускають зовнішнє всередину електромагнітне поле. (Зазвичай елементи чутливі супутника оболонкою оточують з алюмінію завтовшки від 1 мм до 1 см).

В рамках проекту випробування "Цар-риба" балістична американська ракета Thor ядерну підняла боєголовку (потужністю менше 1 мегатонни) на висоту 97 км. Червоне світло - ударного результат збудження атомів кисню. Незвичайна структура, яка спостерігається в нижній частині фотографії, - взаємодії результат високоенергічних електронів з молекулами повітря. У 1962 р вибух цей на три порушив години радіозв'язок в районі Тихого океану.

Згідно з деякими оцінками, супутника посилення спеціальними панелями екранують і створення захищених системи вузлів а також виведення на орбіту маси додаткової підвищує загальну його вартість на 20-50%. Електронні компоненти, витримати здатні підвищення рівня радіаційного в 100 разів шкоди без для працездатності, робочу мають смугу частот в 10 разів менше, що випускаються ніж зараз, може що на порядок витрати збільшити на експлуатацію.

Денис Пападопулос вважає, що серйозною проблемою, яка виникає при висотному ядерному вибуху, є те, що діелектриками накопичується заряд, що виникає через супутника обстрілу швидкими електронами з енергією порядку 1 МеВ. Високоенергійні проникають електрони крізь корпус або захисний супутника кожух і, не розуміючи, застряють в напівпровідникових елементах електронних і сонячних батареях. Присутність "чужинців" створює потенціалів різниця там, де її бути не повинно, що веде до розрядки акумуляторів і виникнення небажаних струмів, що призводять до руйнування системи. При цьому, товщина якщо захисного перевищує екрану 1 см, пояснює Денис Пападопулос, то її ефективність знижується, оскільки в цьому зіткнення випадку з високоенергічних провокує часткою інтенсивне гальмівне електромагнітне випромінювання (т. Е. Випромінювання, що виникає при різкому швидкості зменшенні зарядженої частинки, зіткненням викликаному з іншим тілом).

Ларрі Лонгден (LarryLongden) з компанії Maxwell Technologies, захист виробляє для штучних супутників, стверджує, що на супутнику встановити можна датчик, рівень реєструючий радіації. При перевищенні меж допустимого сигналом із Землі буде можна вимкнути комп'ютер бортовий і почекати, знизиться поки фон радіації.

Слідом за бомбою

Якщо противник сьогодні підірве бомбу ядерну в космосі, то США не зможуть уникнути повністю наслідків цього вибуху. Однак в майбутньому, схоже, стане це можливим Грег Гине (GregGinet), проекту керівник дослідницької лабораторії військово-повітряних сил, говорить, можна що ліквідувати радіацію "швидше, природа ніж сама впорається з виниклою проблемою". В рамках проекту, фінансованого Управлінням планування перспективного оборонних науково-дослідних робіт США (Defense Advanced Research Project Agency, DARPA), вивчається зараз питання, чи можуть створені штучно радіохвилі низькою дуже частоти сприяти "видування" радіації з областей, проходять де низькі орбіти.

Для того краще щоб зрозуміти, метод як працює, Денис Пападопулос розглянути пропонує наступну аналогію. Радіаційний пояс Землі в якомусь нагадує щодо протікає чашку. Магнітні сили "закачують" енергійні частинки, т е плазму, в радіаційні пояси. Швидкість, з якою плазма "випливає" звідти, залежить від амплітуди хвиль низькочастотних (хвиль з частотами від 1 Гц до 20 кГц) в найближчій околиці. Однак вибух ядерний переповнює "чашку", виникають тому додаткові, радіаційні штучні пояса. Спосіб, за допомогою можна якого швидше плазму видалити з магнітосфери, збільшення означає швидкості витікання з "чашки", грубо кажучи, розширення просто в ній "дірки".

Пом'якшення висотного наслідків вибуху

Теоретично создать можна флотілії спеціальніх супутніків, Які б нізькочастотні генерувалі радіохвілі в безпосередній блізькості від радіаційніх поясів. Тому DARPA спільно з військово-повітряними проводити силами експеримент з нізькочастотнімі віпромінювачамі в рамках проекту HAARP (High Frequency Active Auroral Research Program - Програма вісокочастотного активного дослідження авроральной області) в містечку Гакона Ілюстрація. У HAARP Вчені активні вівчають освіти в іоносфері и то, можна як штучно управляти їх властівостямі. Проект дослідження передбачає в галузі зв'язку технологій з підводними човнами та іншими об'єктами, під які перебувають земною поверхнею. Важливо також перевірити, чи можна за допомогою зменшити установок концентрацію частинок заряджених в радіаційних поясах Землі. Зараз вчені визначають, супутників скільки потрібно для створення системи глобальної придушення радіаційних штучних поясів. Їм допомагає робота вчених Стенфордського університету, виконана в 1970-1980-х рр., Використовували які випромінювач низькочастотних радіохвиль, розташований в районі Південного полюса для того, посилати щоб хвилі до радіаційним поясам. Було відмічено, часом що амплітуда значно хвиль посилювалася електронами, радіаційними захопленими поясами. Денис Пападопулос стверджує, це що відбувається тому, вільна що енергія частинок в магнітній "пастці" передається електромагнітних хвиль. Цей процес резонансний схоже на те, відбувається що в лазерах на вільних електронах, змінне де магнітне прискорює поле електрони, випромінюють які в синхротронного режимі.

Саме ефект даний лежить в основі ідеї HAARP. Оскільки низькочастотні хвилі, що випромінюються супутником, посилити можна природним способом, залучення без техніки, то можна випромінювач використовувати меншої потужності, значно що здешевить проект. Дослідники з міністерства оборони США показали, це що знизить необхідних кількість супутників до 10.

Випробування Teak проведено було міністерством оборони США в 1958 році, має яке було дослідити ефекти, корисні для протиракетної оборони. Ракета типу Redstone винесла 1,9-мегатонну бомбу атомну у верхні шари атмосфери, де її підірвали на висоті 77 км.

Вчені продемонстрували, установки що можуть коливання генерувати низьких і наднизьких частот і ефективно "впорскувати" їх в радіаційні пояси (див. Іллюстраціювише). Це зроблено було шляхом варіацій періодичних аврорального електроджета - токового природного шару в іоносфері Землі на висоті близько 100 км. Модуляція електронів потоку проводилася за допомогою природної антени, хвилі випромінює низьких і наднизьких частот, створювали яку шляхом включення періодичного і виключення високочастотного передавача, изменявшего температуру, а значить, і провідність іоносферної плазми. Дослідники очікують, метод що допоможе життєздатність оцінити плану, яким згідно буде система створена посилення радіохвиль і зменшення заряджених концентрації частинок в радіаційних поясах. Космічний експеримент для перевірки гіпотези даної може бути проведений протягом найближчих 10 років.

Так чи мала загроза?

Міжнародні можуть кризи привести до висотних ядерних вибухів. Використовуючи методи, військовими застосовуються стратегами при плануванні і моделюванні конфліктних розвитку ситуацій, група DTRA два запропонувала можливі сценарії, можуть які можна реалізувати до 2010 р Перший: бронетанкові індійські війська кордон перетинають з Пакистаном під час чергової збройної сутички за долю Кашміру, і уряд Пакистану вибухом відповідає 10-кілотонн бомби ядерної в 300 км над Нью-Делі. Згідно з другим сценарієм, Північна Корея особою перед можливою приймає агресії рішення ядерну підірвати боєголовку своєї над власною територією, при цьому американська спрацьовує система ПРО, знищує яка ракету на висоті 150 км.

Джон Пайк (JohnPike), спостережну очолює оборонною організацією "Глобальна безпека", цілком вважає можливим розвитку сценарій подій, при якому Північна Корея зробить випробування ядерні згідно космічної своїй програмі.

Експерти розглянули й інші можливі варіанти. Деякі з них висотний припускають ядерний над вибух територією США, що навряд чи буде можливим. Рухома платформа морська цілком служити може для пуску простий самої ракети з невеликою боєголовкою, тим яка не менше нанести здатна серйозної шкоди.

Крім того, проблема існує адекватної відповіді на агресію. Безумовно, атака ядерна на США або країни-союзниці негайний має на увазі військову відповідь. Але як бути з висотним ядерним вибухом? Курт Велдон вважає: "З моральної зору точки проблема стоїть так: чи виправдовує вибух ядерний в космосі вторгнення на територію агресора і вбивство людей? Чи буде ядерний удар у відповідь? Можливо, що ні ".

Про автора:
Деніел Дюпон (DanielG. Dupont) більш вже 11 років проблеми висвітлює науки, техніки і національної безпеки. Він редактор новинного інтернет-порталу InadeDefence.com, а також серію випускає інформаційних бюлетенів Inside the Pentagon. Його виходили статті в таких виданнях, як The Washington Post, Mother Jones, Government Executive та інших. Деніел Дюпон співпрацює постійно з журналом Scientific American.

" У світі науки "

Статті блізької тематики:
«Вгору п'ятами»: поле магнітне Землі. Олександр Волков.
Загадка магнітного поля. Михайло Вартбург.
Ядерні вибухові технології:
коли ними з краще, без ніж них. А. Б. Колдобскій.
Білий архіпелаг. Стаття чотирнадцята. Володимир Губарєв.