Введение

Группа спутников для обнаружения ядерных взрывов (англ. Vela) – название группы спутников, разработанных Соединенными Штатами в рамках элемента Vela Hotel проекта Vela для обнаружения ядерных взрывов и контроля за соблюдением Советским Союзом Договора о частичном запрещении ядерных испытаний 1963 года. Программа Vela началась в 1959 году как небольшая исследовательская инициатива и завершилась 26 лет спустя в виде успешной и экономически эффективной военной космической системы, которая также предоставляла научные данные о естественных источниках космического излучения. В 1970-х годах миссия по обнаружению ядерных взрывов была передана спутникам программы поддержки обороны (DSP). В конце 1980-х годов она была усилена спутниками системы глобального позиционирования Navstar (GPS). В настоящее время программа называется Интегрированной оперативной системой обнаружения ядерных взрывов (IONDS).

Инструменты

Первоначальные спутники Vela были оснащены 12 внешними рентгеновскими детекторами и 18 внутренними детекторами нейтронного и гамма-излучения. Они были оснащены солнечными панелями, генерирующими 90 ватт. Спутники Advanced Vela были дополнительно оснащены двумя неформирующими изображения кремниевыми фотодиодными датчиками, называемыми бхангметрами, которые контролировали уровни освещенности с интервалами менее миллисекунды. Они могли определять местоположение ядерного взрыва с точностью до примерно 3000 миль. Атмосферные ядерные взрывы создают уникальную сигнатуру, часто называемую «двойной горбовидной кривой»: короткий и интенсивный всплеск, длящийся около 1 миллисекунды, за которым следует вторая, гораздо более продолжительная и менее интенсивная эмиссия света, нарастание которой занимает от доли секунды до нескольких секунд. Этот эффект возникает из-за того, что поверхность раннего огненного шара быстро обгоняется расширяющейся атмосферной ударной волной, состоящей из ионизированного газа. Хотя она и излучает значительное количество света, она непрозрачна и препятствует прохождению света от гораздо более яркого огненного шара. По мере расширения ударная волна остывает и становится более прозрачной, позволяя гораздо более горячему и яркому огненному шару снова стать видимым. Нет известных природных явлений, способных воспроизвести эту сигнатуру, хотя высказывались предположения, что Vela могла регистрировать исключительно редкие природные двойные события, такие как столкновение метеорита с космическим аппаратом, вызывающее яркую вспышку, или регистрацию сверхмолнии в атмосфере Земли, как это, возможно, произошло в инциденте с Vela. Они также были оснащены датчиками для обнаружения электромагнитного импульса от атмосферного взрыва. Для этих приборов требовалась дополнительная мощность, и эти более крупные спутники потребляли 120 ватт, генерируемых солнечными панелями. К счастью, спутники Vela стали первыми устройствами, обнаружившими космические гамма-всплески.

Роль в открытии гамма-всплесков

2 июля 1967 года в 14:19 UTC спутники Vela 4 и Vela 3 зафиксировали вспышку гамма-излучения, не похожую ни на одну известную сигнатуру ядерного оружия. Не будучи уверенными в произошедшем, но не считая ситуацию особенно срочной, команда из Лос-Аламосской научной лаборатории под руководством Рэя Клебесадела сохранила данные для дальнейшего изучения. С запуском новых спутников Vela, оснащенных более совершенными приборами, команда Лос-Аламоса продолжала обнаруживать необъяснимые гамма-всплески в своих данных. Анализируя разницу во времени прибытия всплесков, зарегистрированных разными спутниками, команда смогла приблизительно определить положение шестнадцати всплесков на небе и окончательно исключить их земное или солнечное происхождение. Вопреки распространенному мнению, данные никогда не классифицировались. После тщательного анализа результаты были опубликованы в 1973 году в Astrophysical Journal в статье под названием «Наблюдения гамма-всплесков космического происхождения». Помимо рентгеновского излучения Nova, упомянутого выше, детекторы XC на борту Vela 5A и 5B также обнаружили и объявили об первом зарегистрированном рентгеновском всплеске. Объявление об этом открытии предшествовало первоначальному объявлению об открытии гамма-всплесков на два года. Перед каждым кристаллом располагался щелевой коллиматор, обеспечивающий апертуру на уровне полной ширины при полумаксимуме (FWHM) примерно 6,1 × 6,1 градуса. Эффективная площадь детектора составляла около 26 см². Детекторы сканировали большой круг каждые 60 секунд, охватывая всё небо за 56 часов. Чувствительность к небесным источникам была серьезно ограничена высоким внутренним фоном детектора, эквивалентным примерно 80% сигнала от туманности Краба – одного из самых ярких источников на небе в этих диапазонах длин волн. Спутник зафиксировал характерную двойную вспышку, напоминающую атмосферный ядерный взрыв в районе островов Принца Эдуарда. Это событие, до сих пор не получившее удовлетворительного объяснения, стало известно как «инцидент «Вела». Президент Джимми Картер первоначально расценил это событие как свидетельство совместного ядерного испытания Израиля и Южной Африки, однако рассекреченный доклад научной комиссии, которую он впоследствии назначил в период предвыборной кампании, пришел к выводу, что это, вероятно, не было ядерным взрывом. В 2018 году новое исследование подтвердило высокую вероятность того, что это было ядерное испытание, проведенное Израилем. Альтернативное объяснение связывает это с магнитосферным явлением, повлиявшим на работу приборов. Ранее, 4 августа 1972 года, интенсивная солнечная буря привела к переходу системы в режим регистрации события, как если бы произошел взрыв, но эта проблема была быстро решена персоналом, осуществлявшим мониторинг данных в реальном времени.