Explozia nucleară din spațiu, efectuată de Statele Unite în anii 1960, a generat aurore strălucitoare și a provocat întreruperi de curent pe Pământ. Dacă un experiment similar ar fi realizat astăzi pe orbită, am pierde pentru o lungă perioadă de timp capacitatea de navigație, comunicațiile și prognozele meteorologice. Spațiul este acum dens populat cu sateliți care nu ar supraviețui pulsului electromagnetic și fluxurilor de particule generate de o explozie nucleară, scrie Meduza.
<< Însă oficialii americani sunt îngrijorați de faptul că armata rusă ia în considerare un astfel de atac împotriva constelațiilor orbitale — care oferă armatei ucrainene un avantaj — și lansează chiar nave spațiale pentru a testa componentele unei viitoare „mine nucleare”. Cât de reală este această amenințare? Și a plasat cineva efectiv arme pe orbită? Areg Danagoulian, un fizician american, și-a propus să răspundă la aceste întrebări.
Problema detectării armelor nucleare: De ce este atât de greu să găsești o bombă pe Pământ?
Nimeni nu poate detona o bombă nucleară, nici măcar în cel mai îndepărtat colț al globului, fără a fi detectat. Rețeaua globală de stații de monitorizare gestionată de Organizația Tratatului de Interzicere Totală a Testelor Nucleare — stații seismice, hidroacustice, de infrasunete și de radionuclizi — ar detecta imediat un astfel de eveniment. În absența testelor nucleare, aceleași stații urmăresc exploziile atmosferice ale corpurilor cosmice, precum meteoritul de la Celeabinsk.
Detectarea unui focos nuclear gata de utilizare — sau a componentelor sale — este mult mai dificilă. Uraniul și plutoniul de calitate militară sunt radioactive, emițând neutroni și radiații gamma. Dar această activitate este foarte scăzută. La o distanță de doar 10–20 de metri, radiația pe care o emite abia se poate distinge de fondul natural. Un dozimetru de uz casnic este de puțin folos în acest caz. Acesta măsoară doar fondul general, nu poate distinge razele gamma de fluxul de neutroni și este ușor derutat de alte surse de radiații, cum ar fi granitul.
Detectarea armelor nucleare necesită, prin urmare, detectoare complexe și specializate: instrumente capabile să construiască spectre de raze gamma cu precizie ridicată și să măsoare energiile și fluxul de neutroni. Acesta este elementul care le permite să distingă o ogivă pe bază de uraniu sau plutoniu de orice altceva.
Nici măcar acestea nu sunt întotdeauna suficiente. În 2002, jurnaliști de la ABC News au introdus ilegal 15 livre de uraniu sărăcit — care, atunci când este ecranat, emite o semnătură de radiație foarte asemănătoare cu cea a uraniului puternic îmbogățit folosit în bombe — prin vama din Portul New York, ascuns într-un container de transport. Vameșii au marcat containerul ca fiind de risc ridicat și l-au verificat oricum. Echipamentul lor nu a detectat uraniul.
O abordare mai fiabilă folosește detectoare active, care emit ele însele un flux de neutroni sau radiații gamma. Neutronii „despică” nucleele de uraniu sau plutoniu și generează noi neutroni, dezvăluind prezența materialului fisionabil. Dacă un obiect bombardat cu neutroni reflectă un flux puternic de neutroni, acesta este un dispozitiv nuclear.
Dacă detectarea unei bombe pe Pământ este deja dificilă, oare este și mai greu să o faci în spațiu?
Da. Articolul IV al Tratatului privind spațiul cosmic interzice amplasarea armelor nucleare în spațiul cosmic sau instalarea acestora pe corpuri cerești. Însă verificarea respectării acestui tratat este mult mai dificilă decât în cazul tratatului de interzicere a testelor nucleare.
Dacă este nevoie de echipamente sofisticate pentru a găsi o bombă aflată la câteva zeci de metri distanță, găsirea uneia la bordul unui satelit aflat la sute sau mii de kilometri înălțime este și mai dificilă. Și nu doar din cauza distanței: radiația slabă a unui focos nuclear se pierde ușor în fondul de radiație cosmică.
Areg Danagoulian, fizician specializat în controlul armelor nucleare la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, este unul dintre cei care lucrează la această problemă. Într-un interviu acordat podcastului Nature, Danagoulian a afirmat că Statele Unite au nevoie de metode fiabile de detectare a armelor aflate la bordul navelor spațiale — într-un moment în care suspiciunile dintre puterile nucleare sunt la cote înalte, iar acuzațiile de „militarizare” a spațiului devin din ce în ce mai frecvente.
În teorie, a spus el, un mic satelit de inspecție ar putea fi trimis către un obiect spațial suspect și, odată ajuns lângă acesta, l-ar putea ilumina cu un flux de particule sau radiații pentru a declanșa un proces care ar putea dezvălui dacă la bord se află arme nucleare. „Dar acesta este un act destul de ostil. Cealaltă parte ar putea crede că încerci să le distrugi satelitul”, a spus Danagoulian.
Soluția sa este să lase natura să se ocupe de investigare: detectarea particulelor secundare pe care particulele naturale din spațiu le eliberează în interiorul unui dispozitiv nuclear. În acest caz, țara care a lansat obiectul suspect nu ar avea niciun temei să acuze pe cineva de un atac.
Danagoulian a propus utilizarea protonilor naturali cu energii de peste 750 de milioane de electronvolți ca sursă a acelui flux extern de particule.
Acești protoni au o origine complexă. Particulele cosmice de înaltă energie provenite din afara sistemului solar — cunoscute sub numele de raze cosmice galactice — se ciocnesc cu atomii din atmosfera superioară și produc averse atmosferice extinse, formate dintr-o mare varietate de particule: mezoni, muoni și neutroni. Majoritatea cad spre Pământ, dar unele urcă în centurile de radiații, unde neutronii se dezintegrează în protoni și electroni.
Când un astfel de proton, cu o energie de aproximativ un miliard de electronvolți, întâlnește nucleul unui element greu — uraniu sau plutoniu, de exemplu — are loc o reacție cunoscută sub numele de spalație: protonii și neutronii sunt expulzați din nucleu simultan. Protonii, deoarece poartă o sarcină electrică, sunt încetiniți de materie, în timp ce neutronii își continuă traiectoria. Fizicienii folosesc același proces pentru a genera fascicule de neutroni în propriile laboratoare.
„Un singur proton cu energia potrivită poate produce, în funcție de condiții, între 10 și 14 neutroni”, a spus Danagoulian.
Pentru a stabili dacă o navă spațială suspectă transportă o ogivă nucleară, trebuie doar să se detecteze fluxul caracteristic de neutroni emis de aceasta.
Propunerea lui Danagoulian: Cum funcționează un inspector nuclear natural?
Conform calculelor lui Danagoulian, un satelit detector ar putea fi un mic CubeSat în formatul 9U — nouă cuburi de 10 centimetri (aproximativ 4 inci) stivuite unul peste altul.
Detectorul în sine este format din două panouri cu dimensiunile de 30 pe 30 de centimetri, separate de un spațiu de 10 centimetri. Panourile sunt realizate din scintilator din plastic — orice substanță care emite o lumină intermitentă atunci când este lovită de o particulă de înaltă energie, încărcată sau nu. Scintilatorul este acoperit pe ambele părți cu plăci de diamant monocristalin. Diamantul, în schimb, reacționează aproape exclusiv la particulele încărcate: acestea ionizează atomii de carbon, eliberând electroni și lăsând goluri în placă, iar un curent începe să curgă.
Această configurație permite distingerea automată a particulelor încărcate de cele neutre: dacă se activează doar scintilatorul, înseamnă că un neutron a pătruns în detector; dacă se activează atât scintilatorul, cât și placa de diamant, particula este încărcată, iar datele respective sunt eliminate.
Cele două panouri permit detectorului să determine din ce direcție a venit un neutron, separând particulele provenite de la „suspect” de cele rătăcite.
Pentru a stabili dacă o armă nucleară se află la bordul unui satelit, inspectorul lui Danagoulian ar trebui să rămână la o distanță de maximum patru kilometri de „suspect” timp de aproximativ o săptămână, analizând fluxul său de neutroni. Dacă distanța se reduce la un kilometru, timpul de așteptare scade la o oră.
În mod ideal, inspectorul s-ar poziționa exact între „suspect” și Pământ — cea mai ușoară poziție din care se poate elimina fluxul de neutroni provenit din atmosfera terestră.
Toate calculele lui Danagoulian privind mediul de radiații din orbită și fezabilitatea detectării neutronilor s-au bazat pe date provenite de pe orbita navei spațiale rusești Kosmos-2553 — satelitul pe care, potrivit oficialilor americani, Rusia îl folosește pentru a testa componente ale unei arme nucleare spațiale.
Cum ar reacționa nava spațială „suspectă” la o astfel de inspecție?
Un inspector nuclear ar trebui să manevreze cu precizie, să ajungă din urmă potențialele ținte și să mențină o poziție stabilă la distanță mică — după standardele orbitale — pentru perioade îndelungate.
Danagoulian a citat o lungă listă de cazuri în care sateliții unei țări s-au apropiat de nave spațiale ale altei țări, inclusiv nava spațială rusă Luch care a urmărit sateliții europeni, așa cum a relatat Meduza. El a afirmat că astfel de manevre nu au dus la crize politice grave.
Activitatea sateliților-inspectori a provocat însă, în repetate rânduri, declarații dure și acuzații din partea Statelor Unite, potrivit cărora Rusia militarizează spațiul.
Iar o navă spațială „suspectă” nu are nicio obligație să aștepte până când inspectorul acumulează suficienți neutroni — ar putea pur și simplu să încerce să scape. Astfel de urmăriri au avut deja loc pe orbita terestră joasă. >>
