یکی از عجیب ترین ویژگی های زمین است که مانند یک دونات غول پیکر نامرئی به دور جهان پیچیده شده است.
کمربندهای تشعشعی ون آلن انبوهی از ذرات باردار پرانرژی هستند که در شبکه میدان مغناطیسی زمین گیر کرده اند که بسیاری از آنها تا سرعت نزدیک به نور شتاب می گیرند.
به طور معمول، ذرات با سرعت بالا به عنوان یک خطر فضایی در نظر گرفته می شوند که مهندسان ماهواره و ماموریت های اکتشافی انسانی باید برای آن برنامه ریزی کنند.
اما آرگ داناگولیان، فیزیکدان هسته‌ای MIT فکر می‌کند که آنها می‌توانند به یک متحد بعید تبدیل شوند و به شناسایی سلاح‌های هسته‌ای پنهان در مدار زمین کمک کنند.
داناگولیان به ScienceAlert گفت: «من شروع به مطالعه ادبیات محیط پرتو در فضای بیرونی کردم و از جمعیت بزرگ پروتون های به دام افتاده همانطور که در بسیاری از مطالعات قبلی گزارش شده بود آگاه شدم.
“اینجا کلیک کرد: پروتون ها و شکافت اورانیوم.”
داناگولیان این مفهوم را در مقاله ای که در آن منتشر شده است توضیح می دهد طبیعت.
رونق آزمایش‌های هسته‌ای در اواسط قرن، دوران عجیبی بود – از بسیاری جهات عمیقاً مختل‌کننده، اما همچنین عمیقاً آموزنده.
آزمایش‌های هسته‌ای در ارتفاع بالا نشان داده‌اند که یک انفجار هسته‌ای در فضا چقدر می‌تواند مخرب باشد، به ماهواره‌ها آسیب برساند و فضا را با تشعشعات پر کند.
در سال 1967، قدرت های جهانی پیمان فضایی را امضا کردند که در آن همه آنها توافق کردند که سلاح های هسته ای در فضا مستقر نکنند.
تا اینجا خیلی راحت – به جز یک مشکل کوچک.
ما در حال حاضر هیچ راه عملی برای بررسی اینکه همه رعایت می‌کنند نداریم… و بدون راهی برای بررسی پایبندی، حتی یک معاهده بین‌المللی نیز مانند یک توافق آقایان به نظر می‌رسد.
در سال 2024، چندین قطعه برای داناگولیان جا افتاد. یکی از شاگردان او در حال مطالعه فرآیندی به نام شکافت نوترون بود که در آن ذرات پرانرژی نوترون‌ها را از هسته اتم جدا می‌کنند.
در همان زمان، همکاران در مورد تهدید یک ماهواره روسی حامل یک دستگاه هسته ای صحبت کردند.
این دو مفهوم در ذهن داناگولیان گرد هم آمدند تا یک ایده ساده خلق کنند.
کمربندهای ون آلن هم اکنون ماهواره ها را با پروتون های پرانرژی بمباران می کنند. چرا ما از این پرتو ذرات طبیعی برای جستجوی اورانیوم پنهان استفاده نمی کنیم؟
او توضیح داد: «زمانی که ماهواره‌ای حامل یک سلاح گرما هسته‌ای از کمربندهای تشعشعی ون آلن درونی اطراف زمین عبور می‌کند، پروتون‌های موجود در آن کمربند، نوترون‌های زیادی را از هسته‌های اورانیوم خارج می‌کنند.
با توسعه یک نوع بسیار خاص از آشکارساز نوترون، می توان این نوترون ها را شناسایی کرد – که نشانه ای از مقادیر غیرعادی اورانیوم در ماهواره است.
کار داناگولیان یک مطالعه امکان سنجی است، به این معنی که یک سیستم کاری را نشان نمی دهد. در عوض، او استدلال می کند که فیزیک صدا است و فناوری های لازم از قبل وجود دارد.
“در این پروژه … رازداری 100 درصد است.” – فیزیکدان هسته ای آرگ داناگولیان
به عنوان مثال، تکه تکه شدن نوترون به طور معمول در شتاب دهنده های ذرات برای تولید پرتوهای نوترون که دانشمندان برای مطالعه ساختار مواد استفاده می کنند، استفاده می شود.
با این حال، انجام این کار در فضا، مجموعه ای از چالش های مهندسی را به این ترکیب اضافه می کند.
در واقع، تشخیص نوترون ها در مدار بسیار دشوارتر از آن چیزی است که به نظر می رسد. آشکارساز باید آنها را از دریایی از ذرات دیگر تشخیص دهد و تعیین کند که آیا آنها از ماهواره هدف می آیند یا نه از زمین زیر.
همچنین باید دقیقاً در مدار مناسب در زمان مناسب پرواز کند.
داناگولیان گفت: “شما باید همه چیز را درست انجام دهید.” “این ترکیبی از فیزیک هسته ای، آب و هوای فضا و مکانیک مداری است.”
مهندسی تنها بخشی از چالش بود. یافتن افرادی که به طور علنی درباره این موضوع بحث کنند، موضوع دیگری است.
داناگولیان گفت: «از اینکه نهاد موجود در این موضوع چقدر مخفی است شگفت زده شدم.
کار تیم من در MIT در حوزه عمومی است. با این حال، ما روی موضوعات حساسی مانند کنترل تسلیحات، تأیید کلاهک و عدم اشاعه کار کردیم.
«اما در این پروژه رازداری 100 درصد است.
با وجود این موانع مهندسی، داناگولیان خوشبین است که این مفهوم می تواند به واقعیت تبدیل شود. تیم او در حال حاضر برای اصلاح آن کار می کند، و او امیدوار است که دانشمندان و مهندسان دیگر به تبدیل مطالعه امکان سنجی به یک سیستم عملی کمک کنند.
مطالب مرتبط: اولین انفجار هسته‌ای جهان کریستال غیرممکن را جعل کرد
در نهایت، داناگولیان امیدوار است، کشورهای فضایی ماهواره‌های بازرسی را مستقر کنند که قادر به تأیید انطباق با معاهده فضای خارج از کشور باشد، چه از طریق بازرسی‌های مشترک یا نظارت مستقل.
او گفت: “ساخت یک سیستم کامل از نظر مهندسی گران و بسیار پیچیده خواهد بود. اما ما فکر می کنیم که می توان آن را انجام داد.”
این ممکن است غیرمعمول به نظر برسد، اما من فکر می کنم انجام این کار (تقریبا) به اندازه ایجاد Starlink مهم است، زیرا این روش تأیید برای دستیابی به امنیت در فضا ضروری است.
این مطالعه در منتشر شد طبیعت.
این مقاله توسط ریچل گارنر تصحیح و توسط پیتر داکریل ویرایش شده است. در حالی که ما به روند خود افتخار می کنیم، ما فقط انسان هستیم. اگر خطایی را مشاهده کردید، لطفاً به ما اطلاع دهید.
