Соединенные Штаты Америки. Противостояние и сдерживание - [134]

Высотные ядерные взрывы (обычно более 40 км) сопровождаются совершенно другими эффектами. Поскольку они происходят практически в безвоздушном пространстве, облако плазмы расширяется гораздо быстрее и достигает большего размера, чем это было бы у поверхности, а излучение проникает гораздо дальше.

Специалист по физике плазмы из Мэрилендского университета Денис Пападопулос (К. Dennis Papadopoulos) объясняет, что возникающий при этом сильный электромагнитный импульс имеет сложную структуру. В первые несколько десятков наносекунд около 0,1% энергии, произведенной взрывом, высвечивается в виде гамма-излучения с энергией квантов от 1 до 3 МэВ (мегаэлектронвольт, единица измерения энергии). Мощный поток гамма-квантов ударяет в земную атмосферу, где они сталкиваются с молекулами воздуха и отрывают от них электроны (отскакивание электрона при столкновении с гамма-квантом физики называют эффектом Комптона). Так образуется лавина комптоновских электронов с энергиями порядка 1 МэВ, которые движутся по спиральным траекториям вдоль силовых линий магнитного поля Земли.

Создающиеся нестабильные электрические поля и токи генерируют на высоте от 30 до 50 км над поверхностью Земли электромагнитное излучение в диапазоне радиочастот от 15 до 250 МГц.

По словам Дениса Пападопулоса, для мегатонной бомбы, взорванной на высоте 200 км, диаметр излучающей области будет примерно 600 км. Высотный ЭМИ может создать разность потенциалов, достаточную, чтобы разрушить любые чувствительные электрические цепи и приборы, находящиеся на земле в пределах прямой видимости. «Но на высокой орбите поле, создаваемое ЭМИ, не так сильно и в целом создает меньше помех», — добавляет он.

Американские ученые утверждают, что, по крайней мере, 70% энерговыделения атомной бомбы приходится на электромагнитное излучение в рентгеновском диапазоне, которое, как и сопутствующее ему гамма-излучение и нейтроны с высокой энергией, проникает сквозь все предметы, встречаемые на пути. Энергия излучения уменьшается с расстоянием, поэтому спутники, находящиеся далеко от места взрыва, страдают меньше, чем оказавшиеся поблизости.

«Мягкий рентген» — рентгеновские лучи с низкой энергией, которые также образуются при высотном ядерном взрыве, — не проникает внутрь космического аппарата, но нагревает его оболочку, что может вывести из строя электронную начинку спутника. К тому же мягкий рентген разрушает покрытие солнечных батарей, значительно ухудшая их способность вырабатывать энергию, а также портит оптические поверхности датчиков положения и телескопов. Рентгеновское излучение более высокой энергии, воздействуя на спутник, вызывает образование потоков электронов, которые приводят к возникновению сильных электрических токов и напряжений, способных попросту сжечь чувствительные электросхемы.

Как считает Денис Пападопулос, ионизованное вещество самой боеголовки вступает во взаимодействие с магнитным полем Земли, которое выталкивается из области радиусом 100—200 км, и его движение приводит к возникновению низкочастотных электрических колебаний. Эти медленно осциллирующие волны отражаются от поверхности Земли и нижних слоев ионосферы, в результате чего эффективно распространяются вокруг земного шара. Несмотря на то что амплитуда электрического поля невелика (менее милливольта на метр), на больших расстояниях, например, на концах наземных или подводных линий электропередачи, может возникнуть значительное напряжение, что вызовет многочисленные пробои в электрических цепях. Именно этот эффект вызвал аварии в электрических и телефонных сетях Гавайев после эксперимента «Звездная рыба».

После проявления первых последствий взрыва на сцену выходит сам плазмоид. Это облако энергичных электронов и протонов ускоряется магнитным полем в магнитосфере Земли, в результате естественные радиационные пояса, окружающие планету, увеличатся в размерах. Кроме того, некоторые частицы «убегают» из этих областей и образуют искусственные радиационные пояса в промежутке между естественными.

Денис Пападопулос считает, что серьезной проблемой, возникающей при высотном ядерном взрыве, является то, что диэлектриками накапливается заряд, возникающий из-за обстрела спутника быстрыми электронами с энергией порядка 1 МэВ. Высокоэнергичные электроны проникают сквозь корпус или защитный кожух спутника и, тормозясь, застревают в полупроводниковых электронных элементах и солнечных батареях. Присутствие «чужаков» создает разность потенциалов там, где ее быть не должно, что ведёт к разрядке аккумуляторов и возникновению нежелательных токов, приводящих к разрушению системы. При этом, если толщина защитного экрана превышает 1 см, объясняет Денис Пападопулос, то ее эффективность снижается, поскольку в этом случае столкновение с высокоэнергичной частицей провоцирует интенсивное электромагнитное тормозное излучение (то есть излучение, возникающее при резком уменьшении скорости заряженной частицы, вызванном столкновением с другим телом).

Ларри Лонгден (Larry Longden) из компании «Maxwell Technologies», производящей защиту для искусственных спутников, утверждает, что на спутнике можно установить датчик, регистрирующий уровень радиации. При превышении допустимого предела сигналом с Земли можно будет выключить бортовой компьютер и подождать, пока снизится фон радиации.