ScienceAlert: یک انفجار هسته ای در مدار می تواند 99 درصد از ماهواره ها را در عرض چند روز از کار بیاندازد

بالای سر آن کمی شلوغ می شود.

در مدار پایین زمین، بیش از 13000 ماهواره در حال حاضر به دور این سیاره می چرخند. آنها ستون فقرات پیش بینی آب و هوای روزانه، ارتباطات تلفنی و داده، خدمات اینترنت ماهواره ای و بسیاری موارد دیگر هستند.

آنها همچنین کاملاً اردک نشسته هستند.

یک مطالعه جدید هشدار می دهد که انفجار هسته ای در ارتفاع کافی می تواند تقریباً هر ماهواره ای را در مدار پایین زمین از کار بیاندازد و تقریباً همه آنها را ظرف یک ماه از کار بیاندازد.

اگر شبیه داستان علمی تخیلی به نظر می رسد، اینطور نیست. بمب های هسته ای در فضا قبلا اتفاق افتاده است.

در طول جنگ سرد، ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی 18 انفجار اتمی در ارتفاع بالا انجام دادند که از اتمسفر بالای زمین تا فضای بیرونی را در بر می گرفت.

بزرگ‌ترین آنها که Starfish Prime نام داشت در سال 1962 پرتاب شد و یک کلاهک هسته‌ای 1.4 مگاتونی را در 400 کیلومتری (249 مایل) بالای اقیانوس آرام منفجر کرد.

اثرات انفجار در نهایت باعث از کار افتادن چندین ماهواره در آن زمان شد و ایالات متحده و شوروی یک سال بعد توافق کردند که تمام آزمایش‌های هسته‌ای بالای زمین را به عنوان بخشی از پیمان منع آزمایش‌های هسته‌ای جزئی متوقف کنند.

بر اساس محاسبات محققان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون (UW) و دانشگاه پرینستون، نکته ترسناک این است که حتی یک کلاهک کم‌تر از ستاره‌های ستاره‌ای پرایم اگر امروز در مدار پایین زمین منفجر شود، می‌تواند ویرانی غیرقابل تصوری ایجاد کند.

محققان در مطالعه خود – که هنوز مورد بررسی قرار نگرفته اند – یک انفجار هسته ای 1 مگاتنی را در 500 کیلومتری اقیانوس اطلس جنوبی، نزدیک یک منطقه غیرعادی بزرگ که در آن میدان مغناطیسی زمین به طور غیرعادی ضعیف است، شبیه سازی کردند.

شرایط وجود دارد – در آنچه به عنوان ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی شناخته می شود – اثرات پس از انفجار اولیه را تشدید می کند و ذرات رادیواکتیو را در فضاهایی که ماهواره ها همچنان از آن عبور می کنند در حین چرخش به دور زمین به دام می اندازد.

همین پدیده بعد از Starfish Prime نیز رخ داد.

محققان به سرپرستی اولین نویسنده زک پترسن، دانشجوی نجوم و فیزیک UW در مقاله خود توضیح می‌دهند: «الکترون‌های حاصل از فروپاشی یک محصول شکافت رادیواکتیو در میدان مغناطیسی زمین به دام افتادند و یک کمربند تشعشع مصنوعی ایجاد کردند که به ماهواره‌ها آسیب رساند».

“بر خلاف یک انفجار فوری، کمربند به دام افتاده بارها فضاپیماها را هنگام عبور از خود در معرض دید قرار می دهد. یک رویداد مشابه امروز در یک محیط مداری بسیار متراکم تر رخ می دهد.”

و سپس مقداری.

در شبیه سازی محققان – شامل 13300 ماهواره فعال در مدار پایین زمین از ژانویه سال جاری – یک انفجار هسته ای در منطقه ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی پس از یک روز 25 درصد از کل ناوگان را از کار می اندازد.

در پایان روز سوم، 78 درصد از ماهواره ها غیرفعال می شوند که پس از یک هفته به 98 درصد و در روز 15 به 99.4 درصد افزایش می یابد.

حتی در سناریویی که فضاپیماها از حفاظت تشعشعات پیشرفته برخوردار می شوند، 99.3 درصد از تمام ماهواره ها ظرف 30 روز غیرفعال می شوند.

در یک موقعیت فرضی دیگر، استقرار کلاهک بسیار ضعیف تر 100 کیلوتنی، خنثی کردن 99 درصد از ماهواره ها یک سال طول می کشد.

اما تشعشع تنها خطر نخواهد بود.

هنگامی که انفجار رخ می دهد و اولین ماهواره ها کنترل قدرت مانور خود را از دست می دهند، این خطر برخورد در فضا را افزایش می دهد و محققان حدود 20 برخورد حاصل را در دو سال اول تخمین می زنند.

پس از 10 سال، این برخوردها تقریباً 3900 قطعه جدید از زباله های فضایی را در مدار زمین باقی می گذاشت.

این تیم با اشاره به اینکه ارسال ماهواره‌های جدید پس از فاجعه نیز یک قمار است، نوشت: «انتظار می‌رود تداوم برخورد بین اجرام با عمر طولانی، تولید زباله‌ها را فراتر از دهه شبیه‌سازی‌شده، با امکان انباشت آهسته و احتمالاً رشد افسارگسیخته در بازه‌های زمانی قرن، حفظ کند».

“بازیابی خدمات مداری به چیزی بیش از جایگزینی فضاپیماهای گمشده نیاز دارد: ماهواره های جدید باید در برابر تشعشعات و زباله های باقیمانده جان سالم به در ببرند. چشم انداز از بین رفتن سریع زیرساخت ها و به دنبال آن سال ها اختلال، نیاز به جلوگیری از استقرار و استفاده از سلاح های هسته ای در فضا را تقویت می کند.”

یا به عبارت ساده تر، همانطور که محقق سیاست هسته ای جیمز مک کئون یافته ها را در یک پست آنلاین شرح می دهد:

Tl;dr: بد خواهد بود. خیلی بد. خیلی خیلی بد ما باید هر کاری که می توانیم انجام دهیم تا از این اتفاق جلوگیری کنیم.»

کاغذ پیش چاپ در arXiv موجود است.