Всем привет!
9 июля 1962 года ВВС США запустили в космос 2200-фунтовую ядерную боеголовку W-49 на ракете «Тор» с атолла Джонстон в Тихом океане. Боеголовка мощностью 1,44 мегатонны в тротиловом эквиваленте взорвалась на высоте 248 миль (400 км) над Тихим океаном.
Ядерный взрыв Starfish Prime произвел вспышку света, видимую над большей частью Тихоокеанского бассейна. В течение семи минут после взрыва, искусственное красное полярное сияние танцевало в небе над островами Гавайи, Тонга и Самоа. Электромагнитный импульс взрыва повредил электрические системы на гавайском острове Оаху, в 800 милях (1300 км) от места взрыва. Starfish Prime, продолжение серии высотных ядерных испытаний в США, проведенных в 1958 году. Для наблюдения за эффектами взрыва было использовано множество широко разбросанных самолетов и военных кораблей, а также зондирующих ракет.
Несмотря на то, что он производился в научных целях, он также предназначался для того, чтобы проверить, могут ли ядерные взрывы на низкой околоземной орбите (НОО) усилить и расширить опоясывающие Землю радиационные пояса Ван Аллена. Предполагалось что это может создать барьер, способный вывести из строя советские межконтинентальные ракеты, запущенные против США. Серия испытаний, носила название операция «Доминик», и она была отчасти ответом на решение СССР в августе 1961 года отменить трехлетний мораторий на ядерные испытания.
Высокоэнергетические частицы, закачанные взрывом Starfish Prime в пояса Ван Алена, вероятно, способствовали выводу из строя спутника связи Telstar 1, всего через четыре месяца после его запуска 10 июля 1962 года. Telstar 1 был первым активным спутником связи, что означало, что он принимал и ретранслировал входящие радиосигналы. Функциональность спутника была вновь восстановлена в январе 1963 года, но 21 февраля он снова вышел из строя.
Никто не знал, как долго продержатся усиленные радиационные пояса. Некоторые опасались, что повышенная радиация может продлиться до 1967-1968 годов, когда НАСА надеялось осуществить первую экспедицию «Аполлонов» на Луну. Космический корабль «Аполлон», запущенный с мыса Канаверал на восточном побережье Флориды, должен был пересечь расширенные пояса Ван Аллена, и никто не мог сказать, какое влияние окажет их излучение на экипажи кораблей «Аполлон».
Д. Джеймс (D. James) и Х. Шульте (H. Schulte), исследователи из подрядной организации агентства НАСА по предварительному планированию - Bellcomm, проанализировали влияние взрыва Starfish Prime на планы НАСА по полем к Луне в меморандуме, который они отправили в штаб-квартиру НАСА 5 октября 1962 года. Это была одна из первых служебных записок и отчетов, которые Bellcomm предоставляла НАСА в течение последующего десятилетия.
Джеймс и Шульте основывали свой анализ радиационной обстановки на низкой околоземной орбите во время первой миссии «Аполлон» на модели поясов Ван Аллена, разработанной ученым Центра космических полетов имени Годдарда НАСА Уилмотом Хессом. Его модель показывала что нижняя граница расширенного внутреннего пояса Ван Аллена находилась на высоте около 600 миль (970 км).
Всего через два дня после испытаний Starfish Prime, НАСА объявило, что после более чем года жарких дискуссий оно выбрало режим миссии «Рандеву на лунной орбите» (Lunar-Orbit Rendezvous-LOR) для осуществления высадки на Луну «Аполлона». Функции в лунной миссии будут разделены между двумя пилотируемыми космическими кораблями — большим командным кораблем и небольшим лунным посадочным модулем. Командный корабль приблизится к Луне и останется на ее орбите. Лунный посадочный модуль будет работать самостоятельно только во время спуска на поверхность Луны, на поверхности и во время подъема на окололунную орбиту.
Режим миссии LOR одержал победу над режимом «Рандеву на околоземной орбите» (Earth-Orbit Rendezvous-EOR), потому что при этом снижалась масса лунного космического аппарата, что позволило бы запустить его на одной ракете «Сатурн С-5» (так назывался «Сатурн-5» в 1962 году), а также потому, что это сделает лунный посадочный модуль меньшим по сравнению с посадочным модулем в режиме EOR и, следовательно, более безопасным для посадки. Для миссии в режиме EOR потребовалось бы несколько запусков с Земли, и весь пилотируемый лунный космический корабль садился при этом на Луну.
Несмотря на решение НАСА, Джеймс и Шульте изучили радиационную обстановку для разных режимов миссий "Аполлон". Внутри и за пределами агентства НАСА сохранялась тревога по поводу режима LOR. Многие опасались, что маневр по стыковке командного корабля и лунного посадочного модуля на лунной орбите может оказаться слишком сложным. В частности,многие беспокоились о том, что, наземные станции слежения находятся слишком далеко, и космическим аппаратам на лунной орбите будет трудно найти друг друга. Если во время разработки и испытаний кораблей "Аполлон" такая проблема будет выявлена, то мог понадобится резервный план миссии, а именно режим EOR.
В сценарии EOR, который прорабатывали Джеймс и Шульте, НАСА должен запустить один большой пилотируемый лунный космический корабль с пустыми топливными баками на низкую околоземную орбиту. Там он должен был сблизиться и состыковаться с отдельно запущенным автоматическим танкером, содержащем топливо для дальнейшего полета.
Джеймс и Шульте предположили, что, прежде чем космический аппарат «Аполлон» сможет отправиться к Луне, он должен будет совершить не менее шести витков вокруг Земли по орбите высотой 252 мили с наклоном 28,5° относительно экватора Земли. Во время первого витка после запуска диспетчеры на Земле будут отслеживать пилотируемый корабль «Аполлон», чтобы определить его точную траекторию. Для сближения и стыковки с танкером потребуется до 2,5 витков, затем для перекачки топлива и окончательного определения орбиты корабля потребуется еще два. После последнего полувитка орбитальное движение «Аполлона» привело бы к тому, что его орбитальная плоскость выровнялась бы для запуска к Луне. Затем он запускал свои двигатели, чтобы покинуть низкую околоземную орбиту.
Планировщики Bellcomm определили, что, основываясь на модели Гесса, астронавты "Аполлона" получат дозу радиации в 4 рада на низкой околоземной орбите перед отправкой на Луну. Они получат большую часть облучения, во время пятого и шестого витков, когда корабль будет проходить через аномалию магнитного поля, которая охватывает Атлантику от Бразилии до Южной Африки.
В пределах Южно-Атлантической аномалии, пояса Ван Аллена опускаются на высоту до 100 миль (160 км) от поверхности Земли. Если астронавты не смогут покинуть низкую околоземную орбиту вовремя, то они пройдут через самую широкую часть Южно-Атлантической аномалии на седьмом, восьмом, девятом и десятом витках и получат дозу до 6 рад за один виток.
При режиме миссии LOR, корабль напротив, не задержится на низкой околоземной орбите. Джеймс и Шульте предположили, что корабль "Аполлон" при этом совершит один виток вокруг Земли, при этом диспетчеры будут точно отслеживать его , чтобы определить орбиту. Затем корабль совершит еще половину витка, чтобы его орбитальная плоскость выровнялась для вылета к Луне. Экипаж корабля "Аполлон" в режиме LOR будет находиться вдали от Южно-Атлантической аномалии во время полутора витков вокруг Земли. И при этом доза их облучения от расширенных поясов Ван Аллена составила бы всего 0,02 рад.
В обоих режимах LOR и EOR астронавты получат дозу 16 рад при пересечении поясов Ван Аллена, усиленных высотным взрывом Starfish Prime, на пути к Луне. Таким образом, минимальная доза, которую получат астронавты в режиме EOR, составит 20 рад, а астронавты в режиме LOR — 16,02 рад.
Планировщики Bellcomm отметили, что будущие ядерные взрывы на низкой околоземной орбите могут значительно увеличить дозу, которую астронавты, направляющиеся на Луну, получат во время прохождения пояса Ван Аллена. Они добавили, что ядерная бомба, начиненная ураном-238, может увеличить радиацию в поясах «во сто крат». Джеймс и Шульте отметили, что пояса Ван Аллена наклонены относительно экватора Земли и не покрывают ее полюса. Если пояса станут "непроходимыми", писали они, у НАСА не будет иного выбора, кроме как запускать корабли «Аполлон» через промежутки поясов над полюсами. К сожалению, мыс Канаверал был неудачно расположен для полярных запусков.
Джеймс и Шульте писали, что страна, обладающая возможностями полярных запусков, может взорвать ядерное оружие в космосе, чтобы помешать стране, не имеющей такой возможности, запускать корабли к Луне. Они не упомянули конкретно Советский Союз и не указали на то, что СССР с его обширной береговой линией Северного Ледовитого океана имел хорошие возможности для осуществления таких запусков.
Радиационные пояса Ван Аллена вернулись в свое нормальное состояние через несколько лет после испытания Starfish Prime. Ядерные взрывы в космосе никогда не угрожали астронавтам «Аполлонов», во многом потому, что 5 августа 1963 года представители США, Великобритании и Советского Союза встретились в Москве, чтобы подписать Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой. Заключению договора, на переговоры по которому ушло более восьми лет, весьма вероятно, поспособствовал взрыв Starfish Prime и эффекты вызванные им. Договор, разрешал только подземные ядерные испытания, вступил в силу 10 октября 1963 года и впоследствии был подписан почти всеми странами-членами Организации Объединенных Наций.
Ну а на этом сегодня всё. Всем мира и благополучия!
Читайте также:
