Кіріспе
Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарындағы ядролық жарылыстар Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарында және ғарыш кеңістігінде ядролық қару сынақтарының нәтижесі болып табылады. 1958 мен 1962 жылдар аралығында АҚШ және КСРО мұндай бірнеше сынақтарды жоғары биіктікте жүргізді. 1963 жылғы қазанда атмосфералық және экзосфералық ядролық сынақтарды тоқтату туралы жарым-жартылай тыйым салу шарты қабылданды, осымен атмосферада және одан тыс кеңістікте ядролық сынақтар тоқтатылды. 1967 жылғы Ғарыш кеңістігін пайдалану жөніндегі шарт ғарышқа ядролық қаруды, сондай-ақ басқа да жаппай қырып-жою қаруларын орналастыруға тыйым салады. 1996 жылғы Ядролық сынақтарды толық тыйым салу шарты барлық ядролық сынақтарды – жер үстінде, жер астында, су астында және атмосферада жүргізуге тыйым салады.
High altitude nuclear explosions are the result of nuclear weapons testing within the upper layers of the Earth's atmosphere and in outer space. Several such tests were performed at high altitudes by the United States and the Soviet Union between 1958 and 1962. The Partial Test Ban Treaty was passed in October 1963, ending atmospheric and exoatmospheric nuclear tests. The Outer Space Treaty of 1967 banned the stationing of nuclear weapons in space, in addition to other weapons of mass destruction. The Comprehensive Nuclear Test Ban Treaty of 1996 prohibits all nuclear testing; whether over or underground, underwater or in the atmosphere.
EMP генерациясы
Осыдан пайда болатын күшті электромагниттік импульстің бірнеше компоненттері бар. Наносекунданың алғашқы оннан бір бөлігінде қарудың шамамен оннан бір пайызы бірден үш мегаэлектрон вольтқа дейінгі энергиясы бар күшті гамма сәулелері ретінде пайда болады (MeV, энергия бірлігі). Гамма сәулелері атмосфераға еніп, ауа молекулаларымен соқтығысады, олардың энергиясын жағымды иондар мен кері қайту электрондарының (оларды Комптон электрондары деп те атайды) үлкен мөлшерін өндіру үшін жұмсайды. Бұл соққылар MeV энергиясын жарататын Комптон электрондарын тудырады, ол кейіннен Жердің магнит өрісі сызықтары бойынша жылдамдатылып, спиральмен қозғалады. Осыған байланысты пайда болатын өткінші электр өрістері мен токтар радиожиілік диапазонында электромагниттік сәуле шығаруды тудырады. Бұл биікAltitude EMP Жер бетінен жоғары аралықта пайда болады. 1958 жылы тамызда "Хардтак Тек" кезінде спутникке қарсы қару ретіндегі әлеуеті анықталды. Самоадағы Апиа обсерваториясында байқалған ЭМП күн дауылдарынан төрт есе күшті болды, ал 1962 жылдың шілдесінде "Starfish Prime" сынағы Гонолулу мен Жаңа Зеландияда (шамамен алыс қашықтықта) электронды құрылғыларға зақым келтірді, Оахуда (Гавайи) 300 көше шамдарын қосып жіберді, шамамен 100 ұрлық сигнализациясын іске қосты және Кауаидегі микротолқынды қайталау станциясының істен шығуына себеп болды, бұл басқа Гавай аралдарынан берік телефон жүйесін үзіп тастады. Осындай ядролық қарудың ғарыштағы әртүрлі Комптон сәулеленуінен спутникті тиімді жою радиусы шамамен анықталды. Осы мақсатта қосымша сынақтар жүргізілді және Қорғаныс министрлігінің 437 бағдарламасында іске асырылды.
Кемшіліктері
Алайда, ядролық қаруды сынақтарға және қолдану сценарийлеріне көшіру кезінде мәселелер туындады. Ядролық оқиғалардың өте үлкен радиусы болғандықтан, өз спутниктеріңізді қоса алғанда, басқа спутниктерге салдарынан зиян келтірмеуге шамасы келмеді. Starfish Prime ғарышта жасанды сәулелену белдеуін жасады, ол көп ұзамай үш спутникті (Ariel, TRAAC және Transit 4B) жойды – олар сәулелену белдеуінен өткеннен кейін істен шықты, ал Cosmos V, Injun I және Telstar 1 сәулеленудің салдарынан күн батареяларына зақым келгендіктен аз ғана зақымдануға ұшырады. Жақсы қорғалған спутник немесе экипажды капсула үшін полярлық дөңгелек орбитада Starfish-тен кейін төрт ай өткен соң радиациялық доза күніне кем дегенде 0,6 Гр құрады, бұл NASA-ның адамдарды ғарышқа ұшыру бағдарламаларына қатысты алаңдаушылық тудырды.
Атмосфералық сынақтардан айырмашылықтар
Жалпы алғанда, ғарыштағы (немесе өте жоғары биіктіктегі) ядролық әсерлер сапа жағынан мүлдем басқаша көрінеді. Атмосфералық ядролық жарылыстың әдеттегі саңырауқұлақ пішіндес бұлты болса, жоғары биіктіктегі және ғарыштық жарылыстар көбінесе шар тәрізді "бу" түрінде көрінеді, бұл Жердің магнит өрісі бұрмалағанға дейін басқа ғарыштық жарылыстарды еске түсіреді. Жарылыстан туындаған зарядталған бөлшектер Жердің магнит өрісінің сызықтары бойынша үдеп, конъюгатті нүктеде солтүстік сияқты құбылыс тудырады, осының нәтижесінде деректі фильмдерді жасаушы Питер Куран осы жарылыстарды "көліктің бомбалары" деп сипаттады. Жоғары биіктіктегі немесе ғарышқа негізделген жарылыстың көрінетін әсері атмосфералық сынақтардан ұзаққа созылуы мүмкін, кейде 30 минуттан да асып кетеді. Блюгилл Трипл Прайм сынағынан шыққан жылу Джонстон атоллындағы қызметкерлерге сезілді, ал бұл сынақ нөлдік нүктедегі екі қызметкердің тор қабығын күйдірді, олар қауіпсіздік көзілдірігін тақпаған.
Кеңестердегі биіктіктегі сынақтар
1961 жылы кеңестіктер төрт рет, ал 1962 жылы үш рет жоғары биіктікте сынақтар жасады. 1962 жылдың қазан айындағы Куба зымырандық дағдарысы кезінде АҚШ және КСРО екеуі де биік атмосферада бірнеше ядролық жарылыс жасады, бұл қорқыту мақсатында жасалған әрекет болды. Кеңестіктердің жоғары биіктіктегі сынағының ең ауыр салдары 1962 жылдың 22 қазанында "К" жобасының ядролық сынақтары (АБМ жүйесі А-ның сынақтары) аясында болды, онда 300 кт тротил эквиваленті бар зымыранның оқ-дәрісі Джетіқазған маңында белгілі бір биіктікте жарылды. Электромагниттік импульс (ЭМИ) нәтижесінде жоғарыдағы телефон желілері 2500 ампер токпен қосылып, өрт шығып, Қарағанды электр станциясы өртеніп кетті, сондай-ақ Целиноград пен Алматы арасындағы жер астындағы электр кабельдері тоқтатылды.
Биіктіктегі ядролық жарылыстардың тізімі
Миссия Дата Выход Алт. Hardtack I – (Operation Newsreel) – Джонстон Атоллы, Тынық мұхиты Yucca 28 сәуір 1958 1.7 26.2 Teak 1 тамыз 1958 3.8 76.8 Orange 12 тамыз 1958 3.8 34 Argus – Оңтүстік Атлант мұхиты Argus I 27 тамыз 1958 1.7 200 Argus II 30 тамыз 1958 1.7 240 Argus III 6 қыркүйек 1958 1.7 540 – 1961 жылғы сынақтар – Капустин Яр Сынақ #88 6 қыркүйек 1961 10.5 22.7 Сынақ #1156 қазан 1961 40 41.3 Сынақ #127 27 қазан 1961 1.2 150 Сынақ #128 27 қазан 1961 1.2 300 – Dominic I – (Operation Fishbowl) – Джонстон Атоллы, Тынық мұхиты Bluegill 3 маусым 1962 сәтсіз Bluegill Prime 25 шілде 1962 сәтсіз Bluegill Double Prime 15 қазан 1962 сәтсіз Bluegill Triple Prime 26 қазан 1962 410 50 Starfish 20 маусым 1962 сәтсіз Starfish Prime 9 шілде 1962 1.4 400 Checkmate 20 қазан 1962 7 147 Kingfish 1 қараша 1962 410 97 Tightrope 4 қараша 1962 <5 кт 30–80 км – Project K – Капустин Яр Сынақ #184 22 қазан 1962 300 290 Сынақ #187 28 қазан 1962 300 150 Сынақ #195 1 қараша 1962 300 59