Новый рецепт апокалипсиса: даже небольшая ядерная боеголовка на орбите гарантировано выведет из игры 99% аппаратов за считаные дни

Даже небольшой взрыв на низкой околоземной орбите способен отключить за пару недель 99% спутников над планетой. Сейчас их там больше 13 тысяч, и на них держатся прогнозы погоды, мобильная связь, передача данных и спутниковый интернет.


Американские физики проверили этот сценарий на компьютерной модели, и цифры вышли пугающими. Почему для такой катастрофы не нужен ни мощный заряд, ни прямое попадание и что будет с орбитой спустя годы после вспышки?

Очень рабочий сценарий

Ядерное оружие в космосе испытывали задолго до появления спутникового интернета. В годы холодной войны США и СССР устроили 18 высотных ядерных взрывов. Одни заряды испытывали в верхних слоях атмосферы, другие — уже в космосе.

Самый мощный такой взрыв устроили американцы в 1962 году — «Старфиш Прайм». Заряд в 1,4 мегатонны рванули в 400 километрах над Тихим океаном, прямо в космосе. Вспышку было видно даже из Гонолулу, а часть спутников на орбите после этого просто вышла из строя.



Последствия напугали обе сверхдержавы. Уже через год США и СССР подписали Договор о частичном запрещении ядерных испытаний. Но главный урок «Старфиш Прайм» связан не с самой вспышкой, а с тем, что творилось в космосе после нее. К этому механизму мы еще вернемся.

Удар в самом слабом месте планеты

Свежий расчет выполнили американские исследователи под руководством Зака Петерсена. Статья пока не прошла рецензирование, и ее препринт выложили в открытый доступ.

Учёные просчитали в модели взрыв бомбы на 1 мегатонну на высоте 500 километров. Заряд слабее, чем у «Старфиш Прайм», но место подорвали хитрое: прямо над Южной Атлантикой. Там простирается Южно-Атлантическая аномалия — огромная область, где магнитное поле Земли заметно слабее обычного.

Именно эта аномалия в модели многократно усиливает удар. Радиоактивные частицы оседают в ловушках околоземного пространства, а спутники пролетают через эти области снова и снова. Как это работает, видно на примере того же испытания 1962 года.

Новый радиационный пояс

После «Старфиш Прайм» на орбите появилось то, чего там раньше не было. Распад радиоактивных продуктов деления дал поток электронов, и магнитное поле Земли их удержало. Так возник искусственный радиационный пояс, который и погубил тогдашние аппараты.

Петерсен с коллегами подчеркивают главное отличие такого пояса от самой вспышки. Взрыв длится мгновение, а захваченный пояс никуда не девается. Каждый спутник получает новую дозу при каждом пролете через опасную зону, и повреждения копятся виток за витком.



В 1962 году на орбите летали считаные аппараты. Сегодня там тесно: авторы взяли в расчет 13 300 спутников, работавших на низкой орбите в январе этого года. Повторение того же сценария в такой толкучке, как пишут исследователи, обернулось бы совсем другим масштабом.

Счет идет на дни

Первые сутки после взрыва в модели выглядят почти терпимо. Из строя выходит четверть всего орбитального флота. Остальные три четверти пока работают, но их электроника уже накапливает радиацию.

К концу третьего дня молчат 78% спутников. Через неделю отказывают уже 98%, а на 15-е сутки цифра доходит до 99,4%. Исследователи проверили и вариант с усиленной радиационной защитой. Броня почти ничего не меняет: за 30 дней гибнут 99,3% аппаратов.

Авторы посчитали и куда более скромный заряд мощностью 100 килотонн. Он растягивает агонию, но не отменяет ее. Чтобы вывести из строя 99% спутников, такой бомбе понадобится год. Впрочем, радиация в этой истории лишь первый удар.

Орбита превращается в тир

Пока спутник исправен, операторы с Земли им управляют. Если на его пути оказывается другой аппарат, двигатели слегка смещают орбиту, и опасная встреча не случается. После радиационного удара электроника отказывает, и спутник превращается в неуправляемую болванку, которая просто летит по своей траектории. Таких болванок на орбите будут тысячи, и отводить их в сторону некому.

По оценке авторов, за первые два года случится около 20 столкновений. Звучит скромно, но для космоса это огромная цифра. За почти 70 лет космической эры случайно столкнулись два целых спутника всего один раз: в 2009 году американский Iridium 33 налетел на отработавший российский «Космос-2251». Одна та авария породила около двух тысяч обломков, которые отслеживают с Земли, и часть из них летает до сих пор.



Дело в скоростях. На низкой орбите аппараты несутся со скоростью около 8 км/с, а при лобовой встрече скорость удара доходит до 10–15 км/с. Это в десятки раз быстрее пули. При таком ударе спутники не сминаются, а рассыпаются на облако осколков. Каждый осколок сам становится снарядом: даже кусок размером с горошину способен вывести из строя целый аппарат.

Просто заменить не получится

Логичный выход кажется простым: вывести на орбиту свежие спутники взамен погибших. Исследователи предупреждают, что одной заменой дело не обойдется. Новым аппаратам придется работать в среде, где еще держится остаточная радиация и носятся обломки.

Значит, каждый новый запуск превратится в рискованное предприятие. Спутник нужно будет защитить от излучения и от столкновений, иначе он повторит судьбу предшественников. Авторы описывают картину так: быстрая потеря всей инфраструктуры, а за ней годы сбоев. По сути, космос будет закрыт на десятилетия.

Из этого ученые делают прямой вывод. Ядерное оружие нельзя ни размещать в космосе, ни тем более применять там. По их словам, модель лишь еще раз показывает, насколько велика цена такой ошибки.