Американские военные проведут эксперименты по очистке космоса от ядерного загрязнения

Американские военные готовятся протестировать три способа удаления высокоэнергетических частиц из радиационных поясов Земли. Загрязнения такого рода появляются в результате космических ядерных взрывов и в течение долгого времени могут нарушать работу спутников вплоть до их выхода из строя, сообщает Science.

После Второй мировой войны США и СССР проводили множество испытаний ядерного оружия. До подписания в 1963 году Московского договора, запрещавшего проведение испытаний в атмосфере, космическом пространстве и под водой, взрывы проводились во всех средах.

Одним из первых американских космических испытаний были Starfish Prime, проведенные 9 июля 1962 года, когда военные взорвали бомбу мощностью 1,4 мегатонны на высоте в 400 километров. Изначально считалось, что относительно немногочисленные существующие на тот момент спутники не почувствуют воздействия, так как находились вдали от центра детонации. Однако в течение нескольких последующих месяцев несколько аппаратов вышли из строя, в том числе первый телекоммуникационный спутник Telstar.

Впоследствии оказалось, что причина заключалась в захвате магнитным полем Земли множества высокоэнергетических электронов, которые появляются из-за взрыва. Эти частицы на долгое время остаются на орбите планеты, вливаясь в существующие радиационные пояса или формируя новые. Со временем частицы теряют энергию и сталкиваются с атмосферой — такие «космические осадки» происходят постоянно, однако на высоте в несколько сотен километров концентрация вещества низка, из-за чего подобные взаимодействия неспособны за короткое время свести с орбиты резко появившиеся частицы.

Сегодня подобные испытания запрещены, к тому же у большинства владеющих ядерным оружием стран на орбите находится множество спутников, многие из которых будут повреждены достаточно мощным взрывом. Однако ряд стран, такие как Северная Корея и Иран, близки или уже разработали ядерное оружие, при этом не имея ценной группировки спутников. В связи с этим американские военные допускают возможную атаку со стороны этих государств.

Эта опасность подтолкнула военных США начать разработку способов очистки космического пространства от последствий ядерного взрыва, если его не удастся предотвратить. Этот процесс, называемый восстановлением радиационных поясов (radiation belt remediation), заключается в контролируемом усилении естественного хода уменьшения концентрации частиц посредством радиоволн.

Ключевые данные о взаимодействии радиоизлучения космоса и Земли с высокоэнергетическими электронами были получены в рамках работы зондов Ван Аллена (последний из которых отключили совсем недавно), которые многократно пересекали границы радиационных поясов. Теперь ученые вместе с военным намереваются научиться управлять этими процессами. Для этого подойдут источники сверхдлинных радиоволн, такие как HAARP, радиотелескоп обсерватории Аресибо или используемые для связи с подводными лодками вышки.

Однако наиболее эффективными должны оказаться расположенные в космосе источники излучения. С этой целью американские военные запустили летом 2019 года на орбиту дипольную антенну DSX, которую сами называют самой крупной беспилотной структурой в космосе. Задача этой установки размером примерно в пять тысяч квадратных метров заключается в облучении радиационных поясов сверхдлинными радиоволнами и измерении количества выпадающих частиц.

На 2021 год запланирован запуск еще двух экспериментов схожей направленности — Beam Plasma Interactions Experiment и Space Measurements of a Rocket-Released Turbulence. Первый из них представляет собой миниатюрный ускоритель частиц, испускающий разогнанные электроны, которые, в свою очередь, станут источником нужных радиоволн. Второй опирается на другой принцип — запуск в верхнюю атмосферу 1,5 килограмм атомов бария. Эти частицы будут ионизированы солнечным светом и создадут кольцо подвижной плазмы высоко над поверхностью Земли, которое также будет источником радиоволн.

Помимо военных целей, данные эксперименты могут иметь и мирное назначение: таким образом можно попытаться временно сдвинуть естественные радиационные пояса, тем самым снизив радиационную нагрузку на улетающих в дальнее путешествие космонавтов.

Ранее ученые использовали сейсмические волны от подземных ядерных испытаний для уточнения супервращения ядра Земли. Также мы делали подробный материал о местах, где в России ядерные взрывы использовали в мирных целях — «Бомба в хозяйстве».

Тимур Кешелава