Ядерные испытания в космосе

Начавшаяся в 50-е годы прошлого века космическая гонка оставила после себя ряд приятных воспоминаний - отважные первопроходцы в космосе, рекорды, триумфы техники и ощущение того, что человеку подвластно все. Но не стоит забывать, что была и обратная сторона медали: космическая гонка являлась производной Холодной войны – и потому военные аспекты прямо или косвенно присутствовали в большинстве космических программ тех лет.

Но помимо спутников-шпионов, разведывательных орбитальных станций, космических бомбардировщиков был и еще один аспект “военного” космоса, о котором сейчас мало кто вспоминает – высотные ядерные испытания. Заполучив в свои арсеналы межконтинентальные баллистические ракеты, военные обоих сверхдержав вскоре захотели узнать, что же случится если взорвать в космосе ядерную бомбу. И их желание достаточно быстро исполнилось…

Операция “Аргус”

Первыми были американцы. В августе-сентябре 1958 года на юге Атлантики ими была осуществлена операция “Аргус” которая включала в себя подрыв трех ядерных зарядов в радиационных поясах Ван-Аллена с целью проверки последствий таких взрывов для систем связи и электроники спутников и баллистических ракет. Еще одной целью было подтверждение или опровержение теории о том, что такой взрыв создаст искусственный радиационный пояс Земли. Место испытаний было выбрано не случайно – именно на тех широтах находится т.н. Южно-атлантическая аномалия, где радиационные пояса подходят ближе всего к поверхности Земли

Специально для операции из кораблей 2-го флота США было создано “оперативное соединение 88”, в состав которого вошло 9 судов и 4500 членов экипажей. Помимо собственно самих ядерных испытаний, с кораблей также запускались геодезические ракеты для сбора данных о взрыве, а в космос был специально выведен спутник Эксплорер-4, который должен был измерять уровень радиации в поясах Ван-Аллена. Первоначально, спутников должно было быть двое – но Эксплорер-5 запустить не удалось.

Схема операции

Первое испытание было проведено 27 августа 1958 года на высоте 161 километр, второе 30 августа на высоте 292 километра, третьей 6 сентября на высоте 467 километров - что стало самым высотным ядерным взрывов за всю историю. Мощность каждого из взрывов составила 1.7 килотонны, в качестве боеголовки использовались ядерные заряды типа W-25 мощностью весом 98,9 килограмм. Доставка “груза” в космос осуществлялась с помощью модифицированной баллистической ракеты X-17A, разработанной компанией “Локхид”. Ее длина с боевым зарядом составляла 13 метров, диаметр – 2,1 метра.

Испытания показали, что электромагнитный импульс от взрыва вполне способно повредить аппаратуру и вызвать серьезные перебои со связью. Кроме того, было доказана теория о возникновении искусственных радиационных поясов Земли. Газета “Нью-Йорк Таймс” впоследствии назвала операцию Аргус “самым масштабным научным экспериментом в истории”. Что же касается соединения 88, то после возвращения домой, оно было расформировано. Говорят, что процент заболевания раком среди участников испытаний был намного выше, чем среди контрольных групп...

Хроника тех лет

Starfish prime

Если операция Аргус являлась секретной, то проведенное летом 1962 году испытание “Starfish prime” американцы устроили в лучших традициях шоу-бизнеса, широко разрекламировав взрыв и пригласив прессу и наблюдателей со всего мира.

Но первый блин как обычно вышел комом. Состоявшийся 29 июня 1962 года пуск баллистической ракеты Тор с термоядерной боеголовкой W49 на борту оказался аварийным. Двигатель ракеты отключился раньше положенного и потому центру управления пришлось включить механизм самоуничтожения ракеты. Заряд взрывчатого вещества разрушил боеголовку, часть обломков упала обратно на атолл Джонстон, другая часть – на расположенный неподалеку атолл Сэнд. Авария привела к относительно небольшому радиоактивному заражению местности.

9 июля состоялась вторая и в этот раз успешная попытка. Запущенная с атолла Джонстона ракета взорвалась на высоте 400 километров с мощностью в 1.4 мегатонны. Ядерное зарево было видно на острове Уэйк на расстоянии 2200 километров, на атолле Кваджалейн (2600 километров) и даже в Новой Зеландии, в 7000 километрах к югу от Джонстона.

Такую вспышку могли видеть жители Гонолулу

Советский спутник “Космос-5”, находясь на 1200 километров ниже горизонта взрыва, зарегистрировал мгновенный рост интенсивности гамма-излучения на несколько порядков с последующим снижением на два порядка за 100 секунд. После взрыва наблюдалось семиминутное зарево, а в последующие дни полярные сияния на непривычно низких широтах. После взрыва, на расположенных от него в 1500 километрах Гавайях было зафиксировано отключение электричества, выход из строя электроники и телефонной связи и ошибочное срабатывание сигнализации.

Учебный фильм армии США рассказывающих об испытаниях на атоле Джонстона

Были и космические последствия. Три спутника были сразу выведены из строя электромагнитным импульсом. Появившиеся в результате взрыва заряженные частицы, были захвачены магнитосферой Земли, в результате чего их концентрация в радиационном поясе Земли увеличилась на 2—3 порядка. Фактически, в магнитосфере Земли временно возник обширный и мощный радиационный пояс.

Воздействие этого пояса привело к очень быстрой деградации солнечных батарей и электроники еще у семи спутников, в том числе и у первого коммерческого телекоммуникационного спутника Телстар 1. В общей сложности взрыв вывел из строя треть космических аппаратов, находившихся на низких орбитах в момент взрыва.

Наличие этого пояса пришлось учитывать при планировании полетов пилотируемых космических кораблей “Восток-3” и “Восток-4” в августе 1962 года и “Меркурий-8” в октябре того же года. Последствия загрязнения магнитосферы были заметны в течение нескольких лет. Случись подобные испытания сейчас, и на более низкой высоте – по расчетам специалистов этого привело бы к выходу из строя 90% современной низкоорбитальной спутниковой группировки и невозможности на некоторое время осуществления пилотируемых полетов в космос.

Советский ответ

Если данные по операции Аргус были рассекречены еще в 1982 году, а испытание Starfish prime можно рассматривать помимо прочего и как PR-акцию, то про советские ядерные испытания (Операция К) проведенные в октябре 1961 и октябре 1962 года известно намного меньше.Если американцы взрывали ядерные бомбы в космосе с так сказать общеобразовательными целями (посмотреть что будет), то советские эксперименты ставили одну конкретную цель – проверку работоспособности создававшейся системы ПРО (известной как система А) в условиях ядерной войны.

В каждом эксперименте производился последовательный пуск с ракетного полигона в Капустином Яре двух баллистических ракет «Р-12», направленных в «центр обороны» (полигон в Сары-Шагане), причем их головные части летели по одной и той же траектории одна за другой с некоторым запаздыванием друг от друга. Первая ракета была оснащена ядерным зарядом, который подрывался на заданной для данной операции высоте, а в головной части второй были размещены многочисленные датчики, призванные измерить параметры поражающего действия ядерного взрыва. В условиях реального ядерного взрыва вторую ракету перехватывала противоракета В-1000 системы “А”, оснащенная телеметрической (без боевого заряда) головной частью”.

Карта места испытаний

Первые эксперименты, имевшие обозначения “К-1” и ”К-2”, были проведены в течение всего одних суток – 27 октября 1961 года. Первый взрыв был произведен на высоте около 300 километров, второй – на высоте 150 километров. Поскольку данные об испытаниях до сих пор не рассекречены, приходится довольствоваться лишь парой скупых выдержек из воспоминаний конструкторов, если верить которым выходит, что "система А" сработала как надо, и свидетельствами очевидцев о яркой беззвучной вспышке в небе, нарушениях в работе РЛС и отсутствии радиосвязи в течении часа после взрыва. Кроме того, американские источники сообщают о нескольких пожарах, вызванных короткими замыканиями вследствие электромагнитного импульса.

Финальный аккорд

В октябре 1962 года человечество стояло на пороге третьей мировой войной детонатором для которой мог послужить разгоравшийся Карибский кризис. И именно тогда состоялись последние ядерные испытания в космосе. 20 октября 1962 в рамках испытания “Шах и мат” выпущенная с бомбардировщика B-52 ракета авиационная ракета XM-33 доставила 7 килотонный заряд на высоту 147 километров. Ответ СССР последовал незамедлительно.

22, 28 и 1 ноября 1962 года в рамках все той же Операции К были взорваны три уже трехсоткилотонных заряда. Первые два испытания были космическими (взрывы на высотах 150 километров), испытание 1 ноября формально нет (высота 59 километров). 

«1 ноября был ясный холодный день, дул сильный северный ветер. На старте шла подготовка к вечернему пуску. Я забежал после обеда в домик, включил приёмник, убедился в его исправности по всем диапазонам. В 14 ч 10 мин вышел на воздух из домика и стал ждать условного времени. В 14 ч 15 мин при ярком солнце на северо-востоке вспыхнуло второе солнце. Это был ядерный взрыв в стратосфере — испытание ядерного оружия под шифром „К-5". Вспышка длилась доли секунды» — так описывает Борис Евсеевич Черток в своей книге «Ракеты и люди. Фили — Подлипки — Тюратам» космический ядерный взрыв.

В тот же день (1 ноября), американцы взорвали 497 килотонный заряд на высоте в 97 километров.

По данным измерений, проведённых американскими и советскими специалистами, после взрывов происходило нарушение в работе радиоэлектронных приборов, радиосвязь в близлежащем районе прерывалась на десятки минут.

Было выяснено, что обычно взрыв ядерной бомбы на орбите сопровождает следующая последовательность событий. В первые десятки наносекунд происходит мощный выброс гамма-квантов, которые, сталкиваясь с нейтральными молекулами на высоте 30−40 км в атмосфере Земли, рождают высокоэнергичные электроны. Эти заряженные частицы, летящие с огромной скоростью, генерируют мощный ЭМИ, который может вывести из строя любую чувствительную электронику, находящуюся в пределах его досягаемости на поверхности Земли.

В течение следующих нескольких секунд большая часть энергии боеголовки «высветится» в форме рентгеновского излучения. Когда эти мощные электромагнитные волны встречают на своём пути незащищённый спутник, они вызывают сильные токи и напряжения в теле спутника, отчего перегорает вся его хитроумная электронная начинка.

Остатки боеголовки в виде ионизированного вещества расталкиваемые расширяющимся плазмоидом, пролетят ещё несколько сотен километров. Эти заряженные частицы взаимодействуют с магнитным полем Земли, отчего возникает электрическое поле меняющееся с низкой частотой . Эти медленно осциллирующие волны распространяются вокруг земного шара отражаясь от поверхности Земли и нижнего края ионосферы. Несмотря на то что электрическое поле слабо оно может создавать значительные напряжения между концами протяжённых наземных или подводных линий электропередач что разрушает электрические цепи даже вдали от места взрыва.

В течение следующих недель и месяцев энергичные электроны, захваченные магнитным полем постепенно выведут из строя электрические системы всех спутников на своём пути.

----------------

Эти испытания, проведенные в дни, когда мир висел на волоске от ядерной войны стали последними взрывами такого плана. В следующем году между сверхдержавами было наконец подписано соглашение о запрете любых атмосферных, наземных и подводных испытаний. Конечно, не все страны присоединились к этому договору (Китай например провел последнее атмосферное испытание в 1980 году), но к счастью без основных игроков ядерное безумие удалось вогнать в какие-то приемлемые рамки, а затем и постепенно прекратить.

7 октября 1963 года. президент Кеннеди подписал договор о  запрещении ядерных испытаний в атмосфере, космическом пространстве и под водой. Жить ему оставалось меньше двух месяцев.

Остается лишь надеяться, что история с ядерными испытаниями в космосе так и останется лишь полузабытым воспоминанием о временах, которые, надеюсь, больше никогда не повторятся.

Источник & Источник

P.S.: Читать - "Проекты ядерных испытаний на Луне времен Холодной войны"