Ошибки мировой космонавтики

С большой долей вероятности INSAT 2d вышел из строя в 1998 году тоже по причине радиации в космосе. На тот момент он был главным индийским спутником связи, при помощи которого на Земле передавались не только телевизионные сигналы, но и, например, информация о торговых операциях на бирже.
Солнечная радиация доставила много проблем космическим аппаратам. Да и людям тоже. В 1958 году в США зародился проект «Аргус». В его рамках за пределы плотных слоев атмосферы запускались ядерные заряды, которые взрывались на больших высотах. Идея данного эксперимента заключалась в использовании электромагнитной волны от детонации для блокирования связи на Земле. Известно, что ядерный взрыв имеет несколько поражающих факторов. Первый и самый опасный – это ударная волна. Взрыв порождает колебание воздуха, которое сметает все на своем пути. Но на высоте более 150 км над поверхностью Земли воздуха очень мало, и ударная волна не образуется. Второй поражающий фактор – температура. В космосе нечему нагреваться, так что и это не страшно. Следующий момент – электромагнитное излучение. Оно имеет такую силу, что связь на всех частотах прекращается и электроника выходит из строя. При взрыве на поверхности Земли до третьего фактора не доходит, так как все устройства, которым нужна связь и электричество, уже могут быть уничтожены. Военные в США полагали, что взрыв в космосе не приведет к разрушениям, но сможет отключить военную технику, например, ядерные боеголовки противника.
Для подтверждения теории ученые запустили за пределы плотных слоев атмосферы три боеголовки. Оказалось, что эффект есть, но достаточно слабый. Дальше в планах американских военных было запустить боеголовки помощнее. Дипломаты из Великобритании, США и СССР видели опасность в продолжении работы с радиоактивным оружием и несколько раз инициировали переговоры об ограничениях, но безуспешно. В Женеве в 1958 году состоялась конференция с участием восьми стран, где СССР и США представляли ученые, а не только правительственные чиновники. По результатам удалось найти согласие и был подписан временный договор об ограничении ядерных испытаний. Однако уже через три года в США разработки продолжились в проекте «Доминик». Самый мощный из взрывов получил имя Starfish Prime. В эксперименте использовалась боеголовка мощностью 1,44 мегатонны. Ее подорвали на высоте всего 400 км. Использование такого мощного снаряда привело к огромным проблемам. Хотя испытание проводилось над необитаемой зоной в Тихом океане, все равно до обычных людей последствия дошли. На Гавайях, на расстоянии 1500 км от эпицентра взрыва, из строя вышли три сотни уличных фонарей, телевизоры, радиоприемники и другая электроника. На орбите сразу отключились спутники TRAAC и Transit 4B. Еще один поражающий фактор ядерного взрыва – радиация. Для людей на Земле она не страшна, так как ее не пропустит атмосфера планеты. На орбите – другое дело. Во время взрыва Starfish Prime заряженные частицы вызвали сбои в семи космических аппаратах. Ariel 1 был первым спутником Великобритании, и он тоже попал под раздачу. В СССР специально для изучения последствий ядерных взрывов запускался спутник «Космос-5», и даже он вышел из строя.
Взрыв Starfish Prime. Фото с архипелага Гавайи. NASA
О таких последствиях ученые в США не думали, так как орбиты аппаратов были далеко от взрыва. Хотя предыдущие эксперименты с меньшими зарядами проходили без столь тяжелых последствий, в данном случае уже требовалось учитывать магнитное поле Земли, которое увлекает заряженные частицы и заставляет их двигаться вдоль силовых линий к полюсам. По сути, именно это явление ответственно за полярные сияния. Однако движущиеся частицы сами создают магнитное поле. Но такие расчеты не были сделаны. В итоге радиация полетела во все стороны, пересекая орбиты и разрушая космическую технику. После взрыва Starfish Prime радиационная обстановка сильно поменялась. Магнитное поле Земли – это своего рода щит, который не позволяет альфа- и бета-излучению попасть в планету. Однако сами частицы никуда не пропадают, а концентрируются в нескольких зонах. Их называют пояса Ван Алена, или радиационные пояса. Так вот, после Starfish Prime этот пояс оказался в несколько раз ближе к планете, магнитный щит ослаб, и в нем появились дырки, а полярные сияния при этом стали наблюдаться и на экваторе. Все спутники, которые запускались в течение пяти лет после этого события, быстро выходили из строя.
 
Военные в СССР в ответ начали подготовку космических ядерных испытаний, которые получили имя «Операция К». Но тоже допустили ошибку. Проблема, как ни странно, оказалась в том, что обширных безлюдных акваторий, где возможно провести эксперимент, в стране не было. Северный ледовитый океан не в счет, так как в то время запустить там ракету было очень сложно. Место выбрали над малонаселенными степями Казахстана. Хотя заряд был в 100 раз менее мощным, чем в американском проекте, из-за непосредственной близости взрыва к объектам инфраструктуры возникло много последствий. Силовые кабели под землей и линии электропередач на поверхности, соединявшие Целиноград (сейчас Астана) и Алма-Ату (сейчас Алматы), были выведены из строя. В обоих городах наблюдались проблемы со связью. Вследствие коротких замыканий многие электроприборы в домах загорелись. Возник пожар на карагандинской ТЭЦ-3.
В США после происшествия со Starfish Prime от идеи проекта «Доминик» не отказались, просто заряды стали использовать поменьше. Но и во время подготовки совершались ошибки. Так, планировался эксперимент Bluegill Prime, и в результате отказа клапана в двигателе жидкий кислород загорелся и создал крупный пожар на стартовом столе. Офицеры испытательного полигона приказали отряду солдат отправиться на тушение огня и деактивацию ядерного заряда. В результате их действий ракета была повреждена, а потом и вовсе взорвалась. К счастью, ядерная боеголовка от этого не детонировала, но несколько килограммов радиоактивного оружейного плутония разлетелось в разные стороны. Заражение местности оказалось очень серьезным. Как минимум три месяца проводились работы только по снижению уровня радиации вблизи стартовой площадки.
В это время дипломаты разных стран обсуждали опасности таких экспериментов. В итоге в Москве был подписан «Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой». На этом история космических ядерных взрывов закончилась.
Инженеры переключились на мирный атом. Так, в серии советских спутников «ИС-А» имелся небольшой ядерный реактор. Он использовался для питания активного радиолокатора, который применялся в разведывательных целях. Энергии от солнечных батарей было недостаточно, и потому инженеры создали ядерную электрическую установку «Бук». В ней в качестве топлива использовалось 30 кг радиоактивного урана. Первые несколько спутников «ИС-А» работали успешно, но в 1977 году аппарат этой серии «Космос-954» по неизвестным причинам вышел из строя, и связь с ним прервалась. Со временем он стал тормозиться и в итоге упал на Землю. Из-за трения о воздух спутник частично сгорел и развалился на части. Инженеры сделали реактор так, что при нагревании специальная стяжка, скрепляющая различные части, должна была раскрыться. Предполагалось, что уран в таком случае высвободится и сгорит, не долетев до поверхности Земли. Идея инженеров не сработала. Обломки вместе с радиоактивным ураном упали на территории Канады и вызвали серьезное заражение территории, составляющей 800 км в диаметре. К счастью, регион был малонаселен, и никто не пострадал. Неприятностей добавил тот факт, что по требованию властей Канады для решения сложившейся экологической проблемы СССР пришлось выплатить 3 млн канадских долларов компенсации, которые пошли на организацию работ по поиску и деактивации источников радиации.
После этого случая конструкция аппаратов серии «ИС-А» была изменена. Активная зона теперь отделялась и уводилась на орбиту захоронения отдельным механизмом с отдельным двигателем.