В США придумали, как отследить ядерное оружие в космосе

Американский физик предложил способ, позволяющий обнаруживать тайно выведенное в космос ядерное оружие. Идея заключается в отправке к подозрительным спутникам специального разведчика, который должен отслеживать исходящие от них нейтроны. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature. Деталями исследования автор поделился с RTVI.

1 августа 2024 года помощник министра обороны США по космической политике Випин Наранг выразил опасения, что Россия может разрабатывать средства выведения ядерного противоспутникового оружия в космическое пространство. Эти подозрения были связаны с запуском 5 февраля 2022 года с космодрома Плесецк спутника «Космос-2553» в интересах российского Минобороны.

Внимание к этому спутнику-разведчику со стороны США было связано с предположениями экспертов, которые, исходя из его необычной орбиты, считали, что на самом деле это орбитальный носитель ядерного оружия.

«Технологический космический аппарат «Космос-2553» оснащен вновь разрабатываемыми бортовыми приборами и системами для их отработки в условиях воздействия радиации и тяжелых заряженных частиц», — говорилось в сообщении Роскосмоса вскоре после запуска.

По мнению экспертов, взрыв на околоземной орбите ядерного устройства способен создать поток заряженных частиц, угрожающий всем космическим аппаратам.

Подобные эксперименты проводили в прошлом как США, так и Советский Союз. Так, самым мощным оказался проведенный в 1962 году эксперимент Starfish Prime, когда на высоте 400 километров над Тихим океаном США подорвали термоядерный заряд в 1,4 мегатонны. В результате взрыва во внутренний пояс Ван Аллена было выброшено 10²⁹ электронов, что превысило их естественную концентрацию и вывело из строя несколько спутников.

Сегодня подобный ядерный эксперимент нарушил бы подписанный в 1967 году США, СССР, Китаем, а позднее еще 114 странами Договор о космосе — он прямо запрещает размещение ядерного оружия в околоземном пространстве и дальнем космосе. Однако действенных способов контроля за выполнением договора в настоящее время нет.

Профессор Арег Данагулян из Массачусетского технологического института предложил оригинальный способ, позволяющий определить, несет находящийся на околоземной орбите спутник ядерное оружие или нет.

Areg Danagoulian

Он считает, что делать это может небольшой, формата 9U, кубсат путем детектирования вылетающих с подозрительного спутника нейтронов. По его мнению, ядерное оружие в случае выведения будет размещено в поясах Ван Аллена, при этом речь будет идти именно о термоядерных зарядах: «Для наибольшего эффекта гипотетический будущий заряд вероятнее всего будет помещен именно в самую радиоактивную часть пояса».

«Есть несколько причин, почему мы сосредотачиваемся на термоядерных зарядах. Один из главных примеров детонации ядерного оружия в космосе — это проект Starfish Prime. Это была термоядерная боеголовка с мощностью приблизительно 1,4 мегатонны, — пояснил ученый RTVI. — Цель гипотетического взрыва — это внедрение большого числа электронов в радиационные пояса Ван Аллена. У трехступенчатых термоядерных зарядов типа деление-синтез-деление это число наибольшее. Все российские ядерные заряды межконтинентальных баллистических ракет термоядерного типа. Эти (термоядерные) заряды наилучшим образом приспособлены для долгосрочного гипотетического развертывания в космосе».

В основе идеи Данагуляна лежит известный в ядерной физике феномен спалляции, при котором энергичная частица «скалывает» с тяжелого атома мишени протоны и нейтроны.

Обычные спутники не должны испускать нейтроны в окружающее пространство. Однако спутники, на борту которых есть тяжелые радиоактивные элементы, должны испускать нейтроны при попадании в них других высокоэнергичных нейтронов, протонов или электронов.

«Если энергичный протон ударяет по элементам с высоким атомным номером, например урану или плутонию, каждый протон может выбить порядка 40 нейтронов, — пояснил Данагулян. — Мы говорим о миллионах протонов в секунду на квадратный сантиметр, и многие из них выбивают 40 нейтронов. Вопрос — можем ли мы детектировать часть из них?»

Ученый предложил установить на спутнике-разведчике две панели нейтронных детекторов (называемых сцинтилляторами, 30×30 штук), которые при пролете через них заряженных частиц излучают свет. Двухпанельная схема позволит за счет ориентации детекторов отделить нейтроны, пришедшие от подозрительного спутника, от частиц естественного происхождения в околоземном пространстве.

Эта задача, по мнению ученого, — основная проблема при выявлении термоядерного заряда таким бесконтактным методом в космосе.

«Большинство нейтронных детекторов очень чувствительны к протонам, поэтому нам надо найти очень хитрый способ отсеять протоны и оставить нейтроны, — считает физик. — Также нам надо увидеть отличие между нейтронами естественного происхождения и нейтронами от спутника».

Его расчеты показали, что предложенный спутник-разведчик способен выявить с 99%-ной точностью термоядерный заряд на орбите, если он будет неделю вращаться на расстоянии 4 км от подозрительного спутника. Это время можно сократить, если разведчиков будет много, или к исследуемому спутнику подойти ближе, чем на 1 км. В таком случае время детектирования радиоактивных веществ сократится до одного часа.

По мнению ученого, идея спутника-разведчика может лечь в основу контроля за возможным выведением ядерного оружия в космос любыми странами.

«Я не стал бы категорически исключать возможность размещения ядерного оружия на низких высотах — это зависит не только от вышеупомянутых физических обстоятельств, а также от многих стратегических соображений, которые нам просто неизвестны, — пояснил ученый в беседе с RTVI. — Цель статьи — показать, что методология работает на уровне физики и фундаментальных технологий. Мы ее опубликовали именно с целью поощрить и воодушевить других ученых и инженеров — не только в США — заняться этой интересной проблемой».