MIT füüsik leidis viisi, kuidas kosmoses tuumarelva avastada

USA on aastaid süüdistanud Venemaad tuumarelva orbiidile viimises. MIT-i füüsik Areg Danagulyan on välja pakkunud meetodi, kuidas kahtlasi satelliite tuvastada, kasutades looduslikku kiirgust ning väikest inspektorsatelliiti.

Kui keegi laseb täna orbiidile tuumapommi ja see plahvatab, kaovad navigatsioon, side ja ilmaennustus pikaks ajaks. Satelliidid ei talu tuumaplahvatuse elektromagnetilist impulssi ega osakestevoogu. Just seda stsenaariumi kardavad USA ametnikud Venemaalt, ja just seetõttu otsib MIT-i füüsik Areg Danagulyan viisi, kuidas orbiidil tuumarelva lüüa.

Kosmose tuumakeeld, mida on raske kontrollida

ÜRO kosmoselepingu artikkel IV keelab tuumarelva orbiidile viimise, kuid selle täitmist on märksa keerulisem jälgida kui maapealse tuumakatsetuste keeldu. Maa peal suudab Tuumakatsetuste täieliku keelustamise lepingu seirejaamade võrk tabada iga plahvatuse, seismilised, infraheli- ja radiomeetriajaamad registreerisid omal ajal isegi Tšeljabinski meteoriidi. Orbiidil asuva satelliidi kauglugema aga ei ole.

Maapealgi on tuumalõhkepea leidmine äärmiselt keeruline: uraanist või plutooniumist pärinev kiirgus on 10-20 meetri kauguselt juba taustakiirgusega võrreldav. 2002. aastal vedas ABC Newsi ajakirjanike meeskond merekonteineri sees läbi New Yorgi sadama madala rikastusastmega uraanist mudelid, käeshoitavad dosimeetrid ei tuvastanud midagi.

Aktiivsed detektorid, mis ise kiiritavad objekti neutronite või gammakiirgusega, on usaldusväärsemad. Kui osakesevooga tabatud objekt genereerib tugeva neutroonivastuse, on tegemist tuumaseadmega. Seda tõestati 1989. aasta juulis, kui Nõukogude ja Ameerika füüsikud uurisid ühiselt ristleja Slava pardal asuvat tuumalõhkepead: USA pool avastas suure puhtusastmega germaaniumkristallil põhineva detektoriga, et lõhkepeas on alla nelja protsendi uraani-238, ning Nõukogude vesilohe tuvastas neutronid 76 meetri kauguselt.

Danagulyan pakub looduslikku „inspektorit"

Orbiidil on probleem keerulisem: satelliit võib olla sadu või tuhandeid kilomeetreid kaugusel ning nõrk tuumakiirgus upub kosmilise taustakiirguse sisse. Inspektorsatelliidi saatmine, mis hakkab kahtlast objekti ise kiiritama, on poliitiliselt ohtlik. «Aga see on üsna vaenulik tegu. Teine pool võib arvata, et üritatakse nende satelliiti hävitada,» ütles Danagulyan ajakirja Nature taskuhäälingule antud intervjuus.

Lahenduseks pakub ta looduslike protsesside kasutamist. Galaktilised kosmilised kiired põrkavad atmosfääri ülemistes kihtides aatomitega ja tekitavad kõrge energiaga prootoneid, mis jõuavad kiirgusvaöönditesse. Kui sellise prootooni energia ületab 750 megaelektronvolti ja see kohtub raske elemendi tuumaga, uraani või plutooniumiga, toimub spallatsioon: tuumast lendab lahti tosin ja enam neutrooneid. «Üks sobiva energiaga prooton võib sõltuvalt tingimustest tekitada kümme kuni 14 neutroonit,» selgitab Danagulyan.

Seega: kui kahtlaselt satelliidilt tuleb iseloomulik neutroonivoong, on see märk tuumaseadmest pardal. Kuna kiiritamine toimub looduslike osakestega, ei saa ükski riik kedagi ründamises süüdistada.

Kuubsatelliidist inspektorini

Danagulyan arvutuste järgi piisab 9U formaadis kuubsatelliidist, üheksa 10-sentimeetrise küljega kuubikut kokku. Detektor koosneb kahest 30×30-sentimeetrisest plastikust stsintillaatorpaneelist, mis on üksteisest 10 sentimeetri kaugusele asetatud ning mõlemalt poolt ümbritsetud monokristallilise teemantplaadiga. Stsintillaator reageerib nii laetud kui laenguta osakestele, teemant üksnes laetutele. Kui stsintillaator annab signaali, aga teemant mitte, on detektorisse jõudnud neutron.

Kahe paneeliga saab ka määrata, kust suunast neutron tuli, ning filtreerida välja Maa atmosfäärist pärinev taustakiirgus.

Danagulyan arvutas, et neli kilomeetrit kahtlasest satelliidist on piisav kaugus nädalase vaatlusperioodi jaoks; ühe kilomeetri kaugusel piisab tunnist. Kõik arvutused tegi ta Vene satelliidi Kosmos-2553 orbitaalparameetrite põhjal, USA ametnikud on väitnud, et selle pardal katsetatakse kosmilise tuumarelva komponente.

Poliitiline taust ja piirangud

Inspektorsatelliit peab suutma täpseid manöövreid teha, sihtmärki jälitada ja orbitaalselt lähedal püsida. Danagulyan toob välja mitmeid varasemaid juhtumeid, kus ühe riigi satelliidid on lähenenud teise omadele, sellised manöövrid on tekitanud teravaid süüdistusi kosmose militariseerimises, kuid suuri poliitilisi kriise pole seni järgnenud.

Samas ei pea „kahtlustatav" satelliit inspektori lähenemist ootama ja võib põgeneda; orbiitidel on sellised jahtimised juba aset leidnud.