Андрей Макронович предлагает Вам запомнить сайт «Космос»
Вы хотите запомнить сайт «Космос»?
Да Нет
×
Прогноз погоды

Без Космоса нет будущего!

Поиск по блогу

Запомнить
Читать

О сайте

«Величайший геофизический эксперимент, проводившийся человеком»

развернуть
Как создавались искусственные радиационные пояса Земли
NASA/Goddard/Scientific Visualization Studio

Как секретный военный эксперимент стал классикой геофизики, сколько спутников «сбил» мегатонный ядерный взрыв на орбите в 1962 году и какое воздействие на технику подобный эксперимент мог бы оказать в наши дни, рассказывает Indicator.Ru.

Обычно космическая погода — результат влияния солнечной активности на магнитосферу и верхние слои атмосферы Земли. Однако человеческая деятельность тоже влияет на магнитосферу, причем давно, с тех пор как на планете стали использовать переменный ток и появились первые ЛЭП, и иногда довольно сильно, как при ядерных испытаниях 1960-х годов. Обзор взаимоотношений человека и магнитосферы провел ученый из университета Мичигана Тамаш Гомбоши и его коллеги. Их статья опубликована в журнале Space Science Reviews.

Операция Argus

В начале 1958 года с помощью данных, полученных спутниками Explorer 1 и 3, Джеймс Ван Аллен совершил первое крупное открытие космической эры, обнаружив естественные радиационные пояса Земли. Они находятся на высоте 1000-6000 и 15000-25000 километров. Эти пояса населяют захваченные магнитным полем Земли протоны и электроны высоких энергий. Основным источником частиц в естественных радиационных поясах является солнечный ветер.

72b1e5ba28643e59b820623a93b819e68352951a
Естественные радиационные пояса Земли
NASA/Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio

После этого ученого привлекли к секретному эксперименту по созданию искусственных радиационных поясов — операции Argus. Идея опыта принадлежала Николасу Кристофилосу. Грек по происхождению, инженер по образованию, во время Второй мировой он занимался наладкой лифтового оборудования, а в свободное время изучал физику элементарных частиц и изобрел принцип фокусировки частиц, который сейчас используется в современных ускорителях, таких как, например, Большой адронный коллайдер. После войны Кристофилос переехал из Греции в США, где занялся физикой профессионально.

Кристофилос полагал, что, если взорвать атомную бомбу в околоземном пространстве, образующиеся при этом электроны высоких энергий будут захвачены магнитным полем Земли и создадут искусственный радиационный пояс, губительный для электроники вражеских спутников и ракет.

Для регистрации искусственных радиационных поясов незадолго до Argus был запущен Explorer-4, и в августе-сентябре 1958 года серия из трех взрывов ядерных боеголовок малой мощности (1,7 килотонн в тротиловом эквиваленте) на высоте 200, 240 и 540 километров над южной Атлантикой подтвердила гипотезу Кристофилоса.

До Argus США уже проводили подобные испытания: маломощный ядерный тест Yucca и куда более внушительные Teak и Orange в рамках операции Hardtack I, однако высота этих взрывов была небольшой, максимум 77 километров, поэтому на магнитосферу они почти не повлияли. А вот после операции Argus радиационные пояса искусственного происхождения с помощью Explorer-4 можно было наблюдать вполне отчетливо. После первых двух взрывов, 27 и 30 августа 1958 года, они продержались около трех недель: вероятно, поясам сократили жизнь естественные геомагнитные бури, налетевшие после испытаний. Радиационный пояс после третьего взрыва 6 сентября наблюдался в течение месяца.

21d90c3cceff2a70929a7eb7c69aa28ce6160214
Ядерный взрыв Orange
Federal government of the United States

Поскольку эти испытания были засекречены, не участвовавшие в проекте ученые не знали о них. Не говоря уж о широкой публике. В феврале следующего года Ван Аллен писал тогдашнему советнику президента США по науке, убеждая его рассекретить результаты Argus.

«Испытания, успешно проведенные США, без сомнения представляют собой величайший геофизический эксперимент, когда-либо проводившийся человеком», — утверждал ученый. Он настаивал, что скрывать тесты бессмысленно, ведь лежавшая в основе идея к тому времени была известна. Если же информацию о тестах обнародовать, престиж США поднимется и Советы не смогут утереть американцам нос, как это уже случилось со «Спутником». В Белом доме аргументам вняли, Ван Аллен смог доложить о своих результатах научному сообществу, а 19 марта 1959 года об Argus написала The New York Times.

Куда более долгоживущий радиационный пояс у Земли появился в результате другого, опять же секретного, эксперимента — Starfish. Самый мощный (1,4 мегатонны) из ядерных взрывов в околоземном пространстве произошел 9 июля 1962 года в 400 километрах над Тихим океаном. Искусственный радиационный пояс после него продержался несколько лет, по крайней мере, его еще наблюдал спутник Relay 2 в конце 1964 года. Правда, возможно, тут свою лепту внесли и советские ядерные испытания в октябре-ноябре 1962 года: три взрыва мощностью по 300 килотонн на высоте 290, 150 и 59 километров.
51d7d9ba9adb2a60305580db85351ffd8da2b7af
Радиационные пояса, искусственные (сверху) и естественные (снизу) по данным Explorer XV в 1962 и Van Allen Probes в 2015 годах
Gombosi, T.I., Baker, D.N., Balogh, A. et al. Space Sci Rev (2017)

Жертвы экспериментов

Энергии электронов радиационного пояса, образовавшегося в результате взрыва Starfish, были как минимум в 10 миллионов выше, чем энергии частиц в естественных радиационных поясах. Так что в результате этого эксперимента немало спутников погибло из-за повреждений электроники и/или солнечных панелей. Ближе всего к точке взрыва 9 июля 1962 года оказались британский Ariel-1 и советский «Космос-5». После взрыва Ariel продержался три недели, «Космос» — около четырех месяцев.

Всего Гомбоши и его коллеги приводят данные об 11 погибших спутниках и отмечают, что речь идет всего лишь о начале космической эры. В наше время подобный взрыв уничтожил бы куда большее количество аппаратов, без которых не обходятся системы связи и навигации.

Взрывы в рамках операции Argus были слишком маломощными, чтобы повлиять на электроприборы на земле. А вот в результате операции Starfish в Гонолулу в почти полутора тысячах километров от точки взрыва перестали работать около трехсот светофоров. Также прервалась радиосвязь между Кауаи и другими гавайскими островами, вероятно из-за того, что система электроснабжения станции повредилась.

Похожий эффект в 1989 году оказала мощная вспышка на Солнце и последовавшая за ней геомагнитная буря, в результате которой канадская провинция Квебек на несколько часов осталась без электричества.

Гомбоши и его соавторы считают, что взрыв, подобный Starfish, в наше время может повлечь за собой куда более масштабные последствия из-за все большего распространения электроники: автомобили на дорогах встанут, и, даже если менее продвинутые и начиненные электроникой модели окажутся неуязвимы для электромагнитного импульса, транспортная система будет парализована. Мобильные телефоны выживут, правда, толку от них будет мало, так как не будут работать телекоммуникационные станции, и сигнал будет все равно не поймать. Кардиостимуляторы не пострадают. Самолеты более старых моделей тоже окажутся не слишком чувствительны. Однако более новые, особенно последние, модели Boeing и Airbus будут менее управляемы. Если на момент взрыва у такого самолета откажет в воздухе электроника, посадить их все же удастся.

Как мы влияем на магнитосферу сейчас

Сейчас, когда эпоха масштабных ядерных испытаний в космосе закончилась, магнитосфера пребывает в своем почти естественном состоянии. Но только почти. На поведение электронов в ней влияют сверхдлинные радиоволны, которые используются для связи с самолетами, кораблями и подводными лодками. Нечаянным источником таких волн являются и воздушные линии электропередачи.

Гомбоши и его коллеги также упоминают эксперименты по нагреву ионосферы при помощи радиоизлучения, такие как HAARP и ему подобные. А также исследования, в которых в ионосфере распылялись определенные вещества. Барий и литий — в экспериментах, которые пытались смоделировать поведение хвоста кометы под действием солнечного ветра, триметилалюминий — в опыте по изучению ветров в термосфере, самарий — с целью выяснить, как скажется образующееся при этом облако ионизированной плазмы на распространении радиоволн.

Таким образом, человек уже больше века не оставляет магнитосферу в покое. Впрочем, в настоящее время мы оказываем на нее лишь весьма скромное влияние, чего не скажешь об экспериментах 1960-х годов.

Автор: Екатерина Боровикова

Источник: Indicator.Ru


Ключевые слова: Электроника
Опубликовано 23.06.2017 в 08:55

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Показать новые комментарии
Комментарии Facebook
Блог
Жорес Алфёров: «Если бы не 90-е годы, айфоны сейчас выпускали бы у нас»
17 ноя, 07:24
+12 4
Финал оперы "Кассини": зачем НАСА через неделю "убьет" зонд-ветеран
12 сен, 05:54
+8 0
Академик: "новая физика" может начаться со стерильных нейтрино
4 авг, 07:27
+6 0
"Волчья стая": Как смерть охотилась на экипаж "Бурана"
14 июн, 06:16
+10 5

Последние комментарии

Юрий В Радюшин
Юрий В Радюшин
Адам Меровей
Александр Сергеевич
Сергей Огурцов
Глеб Глебыч
Леопольд Кудасов
Николай Клименко
Николай Агапов
Геннадий Ростовский
Юрий В Радюшин
Зато ето будет "космический дизентерий":-)
Юрий В Радюшин На МКС нашли внеземную жизнь
Иван-Павел Белл
дизентерий бы какой не пробрал. а так все нормально
Иван-Павел Белл На МКС нашли внеземную жизнь
Сергей Гончаров
Наталия Шнитникова
Pav Aks
Наталия Шнитникова
Владимир Минаков
Pav Aks
Сергей Гришин
Короче говоря -капец всей америке!
Сергей Гришин Йеллоустонский супервулкан перемещается
Oddy Rash
Жди, Манитоба.
Oddy Rash Йеллоустонский супервулкан перемещается
Тимур Бикметов
Юрий Атаманов
Юрий В Радюшин
Юрий В Радюшин
Тимур Бикметов
Юрий В Радюшин
Хамить подобно "Глебычу" - то не стоит!
Юрий В Радюшин Двигатель и крыло
Евгений Шеньшин
Владислав Малиновский
СЕРГЕЙ СОХАНЬ
Дионисий Воловед
Владимир Барышев
федот
Молодчина и автор и Юрий Радюшин,в самый раз для егэшников-,,авиятороф'.'
федот Двигатель и крыло
Сергей Иванов
Ахинея!
Сергей Иванов Двигатель и крыло
Глеб Глебыч
Vova Timushev
кувырок чего м поля или земли??
Vova Timushev В США меняют маркировку взлетных полос. Земля скоро совершит кувырок?
Александр Самсонов
M-s Арх.
Юрий В Радюшин
Михаил Анохин
Александр Ник
radiofree RF
Большое спасибо,не заметил,наверное привык пользоваться буквой Е.
radiofree RF Если хотите знать историю буквы "Ё"...
александр лисяков
Ё, левее единицы!
александр лисяков Если хотите знать историю буквы "Ё"...
radiofree RF
А почему на клаве энту букву не сделали.))))))))))))))))))
radiofree RF Если хотите знать историю буквы "Ё"...
Аристарх Сергеевич Неизвестный
Павел Васильев
Юрий В Радюшин
Ну и что дальше?
Юрий В Радюшин «Как можем мы, атеисты, не симпатизировать такой религии?»
Павел Васильев
вага карлито
Владимир Сабакарь
Сергей Ефимов