Exploziile nucleare în spațiu, efectuate de Statele Unite în anii 1960, au produs aurore strălucitoare și au întrerupt curentul pe Pământ. Dacă un experiment similar ar fi efectuat astăzi pe orbită, am pierde navigația, comunicațiile și prognoza meteo pentru o lungă perioadă de timp. SUA îl deconspiră pe Vladimir Putin și anunță că Rusia construiește o armă nucleară pentru spațiu. Un fizician american de la MIT explică într-o analiză cum îi poate prinde pe ruși că a dotat un satelit cu un focos nuclear, chiar și la 1.900 de kilometri distanță de Pământ.
Este nevoie de un mic satelit-inspector care poate fi trimis către un obiect spațial suspect, precum un satelit rusesc, și el poate detecta dacă la bordul vehiculului Moscovei există arme nucleare, potrivit Meduza.
Spațiul este acum dens populat cu sateliți care nu ar supraviețui impulsului electromagnetic și fluxurilor de particule provenite de la o explozie nucleară. 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 chiar lansează nave spațiale pentru a testa componentele unei viitoare „mine nucleare”. Cât de reală este această amenințare? Și a pus cineva arme pe orbită? Areg Danagoulian, un fizician american de la Massachusetts Institute of Technology (MIT – Institutul de Tehnologie din Massachusetts), și-a propus să răspundă la aceste întrebări.
Problema găsirii armelor nucleare este complexă. 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 administrată de Organizația Tratatului de Interzicere Completă a Experiențelor Nucleare ar detecta imediat un astfel de eveniment. În absența testelor nucleare, aceleași stații urmăresc exploziile atmosferice ale corpurilor cosmice, cum ar fi meteoritul de la Celiabinsk.
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 doar 10 până la 20 de metri, în funcție de specificul dispozitivului, dacă este pe bază de plutoniu sau uraniu – radiația pe care o emite este abia distinctă de fondul natural. Un dozimetru de calitate superioară este de puțin folos în acest caz. Citește doar fundalul general, nu poate distinge razele gamma de fluxul de neutroni și este ușor deviat de alte surse de radiații, cum ar fi granitul.
Prin urmare, detectarea armelor nucleare necesită detectoare complexe și specializate: instrumente care pot construi spectre de raze gamma cu precizie ridicată și pot măsura energiile și fluxul de neutroni. Aceasta este ceea ce le permite să distingă un focos pe bază de uraniu sau plutoniu de ceva complet diferit.
Este oare și mai greu să se detecteze în spațiu?
Da, este mult mai greu. Articolul IV din Tratatul privind spațiul cosmic interzice plasarea armelor nucleare în spațiul cosmic sau instalarea lor pe corpuri cerești. Dar verificarea conformității 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 numai din cauza distanței: radiația slabă a unui focos nuclear se îneacă ușor în fondul de radiații cosmice.
Areg Danagoulian, fizician specializat în controlul armelor nucleare de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, este una dintre persoanele care lucrează la acest proiect. Într-un interviu acordat podcastului Nature, Danagoulian a declarat că SUA au nevoie de modalități fiabile de a detecta armele la bordul navelor spațiale – într-un moment în care suspiciunile în rândul puterilor nucleare sunt mari, iar acuzațiile de „militarizare” a spațiului devin din ce în ce mai frecvente.
În teorie, a spus el, un mic satelit inspector ar putea fi trimis către un obiect spațial suspect și, odată ajuns lângă el, 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 se încearcă să i se distrugă satelitul”, a spus Danagoulian.
Soluția sa este să lase natura să facă investigația: să detecteze particulele 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 motive 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. „Un proton cu energia potrivită poate produce, în funcție de condiții, între 10 și 14 neutroni”, a spus Danagoulian. Pentru a spune dacă o navă spațială suspectă poartă un focos nuclear, trebuie doar să detectați fluxul caracteristic de neutroni care iese de la aceasta.
Propunerea lui Danagoulian: cum funcționează un inspector nuclear natural?
Conform calculelor lui Danagoulian, un satelit detector ar putea fi un mic CubeSat în format 9U – nouă cuburi de 10 centimetri stivuite împreună. 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 fabricate din plastic scintilator – orice substanță care emite o străfulgerare de lumină atunci când o particulă de înaltă energie o lovește, încărcată sau nu.
Scintilatorul este acoperit pe ambele părți de plăci de diamant monocristalin. Diamantul, prin contrast, reacționează aproape exclusiv la particulele încărcate: acestea ionizează atomii de carbon, eliberând electroni și lăsând goluri în placă, iar un curent începe să circule.
Această configurație face posibilă distingerea automată a particulelor încărcate de cele neutre: dacă se declanșează doar scintilatorul, un neutron a intrat în detector; dacă se declanșează atât scintilatorul, cât și placa de diamant, particula se încarcă, iar aceste date sunt eliminate. Cele două panouri permit detectorului să determine din ce direcție a venit un neutron, separând particulele care au provenit de la „suspect” de cele rătăcite.
Pentru a spune dacă o armă nucleară se află la bordul unui satelit din Rusia, inspectorul lui Danagoulian ar trebui să rămână la o distanță de patru kilometri de „suspect” timp de aproximativ o săptămână, analizând fluxul său de neutroni. Dacă distanța se reduce la un kilometru, așteptarea scade la o oră.
În mod ideal, inspectorul ar trebui să stea direct între „suspect” și Pământ — cea mai ușoară poziție din care să se scadă fluxul de neutroni provenit din atmosfera Pământului. Toate calculele lui Danagoulian despre mediul de radiații de pe orbită și fezabilitatea detectării neutronilor s-au bazat pe date de pe orbita navei spațiale rusești Kosmos-2553 – satelitul pe care oficialii americani spun că Rusia îl folosește pentru a testa componentele unei arme nucleare spațiale.
Danagoulian a citat o listă lungă de cazuri în care sateliți dintr-o țară s-au apropiat de nave spațiale din alta, inclusiv nava spațială rusească Luch, care a urmărit sateliții europeni. El a spus că astfel de manevre nu au dus la crize politice grave. Și o navă spațială „suspectă” nu are nicio obligație să aștepte în timp ce inspectorul acumulează suficienți neutroni – ar putea pur și simplu să încerce să se strecoare. Urmăriri de acest gen s-au întâmplat deja pe orbita joasă a Pământului.
