Введение
Ядерные взрывы в верхних слоях атмосферы Земли
Высотные ядерные взрывы являются результатом испытаний ядерного оружия в верхних слоях атмосферы Земли и в космическом пространстве. Несколько таких испытаний было проведено на больших высотах Соединенными Штатами и Советским Союзом в период с 1958 по 1962 год. В октябре 1963 года был принят Договор о частичном запрещении ядерных испытаний, положивший конец ядерным испытаниям в атмосфере и за ее пределами. Договор по космосу 1967 года запретил размещение ядерного оружия в космосе, наряду с другим оружием массового уничтожения. Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний 1996 года запрещает любые ядерные испытания – наземные, подземные, подводные или в атмосфере.
генерация электромагнитной электромагнитной энергии
Сильный электромагнитный импульс (ЭМИ), который возникает, имеет несколько компонентов. В первые несколько десятых наносекунд около одной десятой процента мощности боеприпаса высвобождается в виде мощных гамма-лучей с энергией от одного до трех мегаэлектронвольт (МэВ, единица измерения энергии). Гамма-лучи проникают в атмосферу и сталкиваются с молекулами воздуха, передавая им свою энергию и образуя огромное количество положительных ионов и электронов отдачи (также известных как электроны Комптона). Эти столкновения создают электроны Комптона с энергией МэВ, которые затем ускоряются и движутся по спирали вдоль линий магнитного поля Земли. В результате возникающие переходные электрические поля и токи генерируют электромагнитное излучение в радиочастотном диапазоне от … до … . Этот высоковысотный ЭМИ возникает на высоте от … до … над поверхностью Земли. Потенциал использования в качестве противоспутникового оружия стал очевиден в августе 1958 года во время испытаний "Hardtack Teak". ЭМИ, зафиксированный в обсерватории Апиа на Самоа, был в четыре раза мощнее любого, вызванного солнечными бурями, а в июле 1962 года испытание "Starfish Prime" повредило электронику в Гонолулу и Новой Зеландии (на расстоянии около …), вывело из строя 300 уличных фонарей на Оаху (Гавайи), сработало около 100 сигнализаций и привело к отказу микроволновой ретрансляционной станции на Кауаи, что прервало связь телефонной системы с другими Гавайскими островами. Радиус эффективного поражения спутников различным излучением Комптона, создаваемым таким ядерным оружием в космосе, был оценен примерно в … . Для этих целей были проведены дальнейшие испытания, результаты которых были включены в программу Министерства обороны – Программу 437.
Недостатки
Однако существуют проблемы, связанные с перенесением ядерного оружия в условия испытаний и развертывания. Из-за огромного радиуса поражения при ядерных взрывах было практически невозможно избежать неразборчивого повреждения других спутников, включая собственные. Проект "Starfish Prime" создал искусственный радиационный пояс в космосе, который вскоре вывел из строя три спутника (Ariel, TRAAC и Transit 4B прекратили функционировать после прохождения через радиационный пояс, в то время как Cosmos V, Injun I и Telstar 1 получили незначительные повреждения, вызванные радиационным воздействием на солнечные батареи и другие элементы). Доза радиации составляла не менее 0,6 Гр/сутки спустя четыре месяца после взрыва "Starfish Prime" для хорошо защищенного спутника или пилотируемой капсулы на полярной круговой орбите Земли, что вызвало обеспокоенность NASA в отношении своих пилотируемых космических программ.
Отличия от атмосферных испытаний
В целом, ядерные эффекты в космосе (или на очень больших высотах) проявляются качественно иначе. Если атмосферный ядерный взрыв характеризуется грибовидным облаком, то взрывы на большой высоте и в космосе обычно формируют сферическое "облако", напоминающее другие космические взрывы, пока оно не искажается магнитным полем Земли. Заряженные частицы, образующиеся при взрыве, ускоряются вдоль линий магнитного поля Земли, создавая полярное сияние в сопряженной точке. Документалист Питер Куран назвал эти детонации "радужными бомбами". Визуальные эффекты взрыва на большой высоте или в космосе могут длиться дольше, чем при атмосферных испытаниях, иногда превышая 30 минут. Тепло от взрыва "Bluegill Triple Prime", произведенного на высоте, ощущалось персоналом на земле на атолле Джонстон, а это испытание вызвало ожоги сетчатки у двух сотрудников в эпицентре, не надевших защитные очки.
Советские высокогорные испытания
Советские войска провели четыре высотных испытания в 1961 году и три в 1962 году. Во время Карибского кризиса в октябре 1962 года США и СССР произвели несколько высотных ядерных взрывов в качестве демонстрации силы. Наиболее серьезные последствия советского высотного испытания произошли 22 октября 1962 года в рамках советского проекта "К" (проверочные испытания системы АБМ "А"), когда ракетная боеголовка мощностью 300 кт взорвалась вблизи Джезказгана на большой высоте. Электромагнитный импульс вызвал перегорание воздушных линий связи с измеренным током в 2500 ампер, что привело к пожару, уничтожившему Карагандинскую электростанцию, и вывело из строя участки кабельных линий электропередач, проложенных на небольшой глубине между Целиноградом и Алма-Атой.
Список ядерных взрывов на большой высоте
Дата миссии Выходная мощность Высота взрыва Hardtack I – (Операция Newsreel) – Джонстон Атолл, Тихий океан Юкка 28 апреля 1958 1.7 26.2 Тик 1 августа 1958 3.8 76.8 Оранжевый 12 августа 1958 3.8 34 Аргус – Южная Атлантика Аргус I 27 августа 1958 1.7 200 Аргус II 30 августа 1958 1.7 240 Аргус III 6 сентября 1958 1.7 540 – Испытания 1961 года – Капустин Яр Испытание #88 6 сентября 1961 10.5 22.7 Испытание #1156 Октябрь 1961 40 41.3 Испытание #127 27 октября 1961 1.2 150 Испытание #128 27 октября 1961 1.2 300 – Dominic I – (Операция Fishbowl) – Джонстон Атолл, Тихий океан Блюгилл 3 июня 1962 неудачный Блюгилл Прайм 25 июля 1962 неудачный Блюгилл Дабл Прайм 15 октября 1962 неудачный Блюгилл Трипл Прайм 26 октября 1962 410 50 Старфиш 20 июня 1962 неудачный Старфиш Прайм 9 июля 1962 1.4 400 Чекмейт 20 октября 1962 7 147 Кингфиш 1 ноября 1962 410 97 Тайтроуп 4 ноября 1962 <5 кт 30–80 км – Проект K – Капустин Яр Испытание #184 22 октября 1962 300 290 Испытание #187 28 октября 1962 300 150 Испытание #195 1 ноября 1962 300 59