Πυρηνική έκρηξη σε τροχιά θα μπορούσε να απενεργοποιήσει δορυφόρους

Πάνω από τα κεφάλια μας, το διάστημα γύρω από τη Γη γίνεται όλο και πιο γεμάτο. Στη χαμηλή γήινη τροχιά κινούνται σήμερα περισσότεροι από 13.000 δορυφόροι, που στηρίζουν τις καθημερινές προβλέψεις καιρού, τις τηλεφωνικές και δεδομένων επικοινωνίες, τις υπηρεσίες δορυφορικού ίντερνετ και πολλά ακόμη.

Μια νέα μελέτη προειδοποιεί ότι μία μόνο πυρηνική έκρηξη σε αρκετά μεγάλο ύψος θα μπορούσε να θέσει εκτός λειτουργίας σχεδόν κάθε δορυφόρο στη χαμηλή γήινη τροχιά, με σχεδόν όλους να έχουν βγει εκτός μέσα σε έναν μήνα.

Αν αυτό ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, δεν είναι. Πυρηνικά στο διάστημα έχουν υπάρξει και στο παρελθόν.

Κατά τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου, οι ΗΠΑ και η Σοβιετική Ένωση πραγματοποίησαν 18 πυρηνικές εκρήξεις σε μεγάλο ύψος, από την ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης έως και το διάστημα.

Η μεγαλύτερη από αυτές, με την ονομασία Starfish Prime, έγινε το 1962. Εξερράγη πυρηνική κεφαλή ισχύος 1,4 μεγατόνων σε ύψος 400 χιλιομέτρων πάνω από τον Ειρηνικό Ωκεανό.

Οι συνέπειες της έκρηξης απενεργοποίησαν τότε αρκετούς δορυφόρους και έναν χρόνο αργότερα οι ΗΠΑ και οι Σοβιετικοί συμφώνησαν να αναστείλουν όλες τις πυρηνικές δοκιμές πάνω από το έδαφος, στο πλαίσιο της Συνθήκης Μερικής Απαγόρευσης των Πυρηνικών Δοκιμών.

Το ανησυχητικό στοιχείο είναι ότι ακόμη και μια λιγότερο ισχυρή κεφαλή από τη Starfish Prime θα μπορούσε να προκαλέσει τεράστιες ζημιές αν μια τέτοια έκρηξη γινόταν σήμερα στη χαμηλή γήινη τροχιά, σύμφωνα με υπολογισμούς ερευνητών από το University of Wisconsin–Madison (UW) και το Princeton University.

Στη μελέτη τους, που δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους, οι ερευνητές προσομοίωσαν μια πυρηνική έκρηξη 1 μεγατόνου στα 500 χιλιόμετρα πάνω από τον Νότιο Ατλαντικό, κοντά σε μια μεγάλη ανωμαλία όπου το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι ασυνήθιστα αδύναμο.

Οι συνθήκες εκεί, στη λεγόμενη South Atlantic Anomaly, θα ενίσχυαν τις επιπτώσεις μετά το αρχικό πλήγμα, παγιδεύοντας ραδιενεργά σωματίδια σε «θύλακες» του διαστήματος, από τους οποίους οι δορυφόροι θα περνούσαν ξανά και ξανά καθώς κινούνται γύρω από τη Γη.

Το ίδιο φαινόμενο είχε εμφανιστεί και μετά τη Starfish Prime.

«Τα ηλεκτρόνια από τη ραδιενεργή διάσπαση των προϊόντων σχάσης παγιδεύτηκαν στο μαγνητικό πεδίο της Γης, δημιουργώντας μια τεχνητή ζώνη ακτινοβολίας που προκάλεσε ζημιές σε δορυφόρους», εξηγούν οι ερευνητές, με επικεφαλής τον πρώτο συγγραφέα Zach Petersen, φοιτητή αστρονομίας-φυσικής στο UW.

«Σε αντίθεση με το άμεσο κύμα, μια παγιδευμένη ζώνη εκθέτει επανειλημμένα τα διαστημικά σκάφη καθώς περνούν μέσα από αυτήν. Ένα αντίστοιχο συμβάν σήμερα θα συνέβαινε σε ένα πολύ πιο πυκνοκατοικημένο τροχιακό περιβάλλον».

Στην προσομοίωση των ερευνητών, στην οποία εντάχθηκαν οι 13.300 δορυφόροι που ήταν ενεργοί στη χαμηλή γήινη τροχιά τον Ιανουάριο του τρέχοντος έτους, μια πυρηνική έκρηξη στην περιοχή της South Atlantic Anomaly θα έθετε εκτός λειτουργίας το 25% του συνολικού στόλου μετά από μία ημέρα.

Στο τέλος της τρίτης ημέρας, το 78% των δορυφόρων θα είχε απενεργοποιηθεί, ποσοστό που θα ανέβαινε στο 98% μετά από μία εβδομάδα και στο 99,4% έως τη 15η ημέρα.

Ακόμη και σε σενάριο όπου τα διαστημικά σκάφη είχαν ενισχυμένη θωράκιση απέναντι στην ακτινοβολία, το 99,3% όλων των δορυφόρων θα είχε τεθεί εκτός λειτουργίας μέσα σε 30 ημέρες.

Σε ένα άλλο υποθετικό σενάριο, με πολύ ασθενέστερη κεφαλή 100 κιλοτόνων, θα χρειαζόταν ένας χρόνος για να απενεργοποιηθεί το 99% των δορυφόρων.

Η ακτινοβολία, όμως, δεν θα ήταν ο μόνος κίνδυνος.

Από τη στιγμή της έκρηξης και μόλις οι πρώτοι δορυφόροι χάσουν τον έλεγχο της ευελιξίας τους, θα αυξανόταν ο κίνδυνος συγκρούσεων στο διάστημα. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι μέσα στα πρώτα δύο χρόνια θα μπορούσαν να προκύψουν περίπου 20 συγκρούσεις.

Σε βάθος 10ετίας, αυτές οι συγκρούσεις θα είχαν αφήσει περίπου 3.900 νέα κομμάτια διαστημικών σκουπιδιών σε τροχιά γύρω από τη Γη.

«Οι συνεχείς συγκρούσεις μεταξύ αντικειμένων με μεγάλη διάρκεια ζωής αναμένεται να διατηρήσουν την παραγωγή θραυσμάτων πέρα από τη δεκαετία της προσομοίωσης, με πιθανότητα αργής συσσώρευσης και τελικά ανεξέλεγκτης αύξησης σε χρονικούς ορίζοντες αιώνων», γράφει η ομάδα, σημειώνοντας ότι η εκτόξευση νέων δορυφόρων μετά από μια τέτοια καταστροφή θα ήταν επίσης ριψοκίνδυνη.

«Η αποκατάσταση των τροχιακών υπηρεσιών θα απαιτούσε κάτι περισσότερο από την αντικατάσταση των χαμένων σκαφών: οι νέοι δορυφόροι θα έπρεπε να επιβιώσουν από την υπολειπόμενη ακτινοβολία και τα συντρίμμια. Η προοπτική μιας ταχείας απώλειας υποδομών, ακολουθούμενης από χρόνια διαταραχής, ενισχύει την ανάγκη να αποτραπεί η ανάπτυξη και η χρήση πυρηνικών όπλων στο διάστημα».

Ο αναλυτής πυρηνικής πολιτικής James McKeon περιέγραψε πιο απλά τα ευρήματα σε ανάρτησή του στο διαδίκτυο: «Tl;dr: θα ήταν άσχημο. Πολύ άσχημο. Πάρα πολύ, πολύ άσχημο. Πρέπει να κάνουμε ό,τι μπορούμε για να μην συμβεί ποτέ αυτό».

Η προδημοσίευση της εργασίας είναι διαθέσιμη στο arXiv.

Πηγή: sciencealert.com.