«Космос-954»: ядерная бомба, прилетевшая из космоса

 
То, что было запущено вверх, в конечном счёте, должно упасть вниз, включая спутники, которые в настоящее время вращаются вокруг Земли. После того как их работа завершится, их намеренно выбросят обратно в атмосферу, где они сгорят на больших высотах. Мало что долетает до Земли. Но иногда спутник выходит из строя и непредсказуемым образом падает обратно на Землю, создавая опасность для людей, дикой природы и окружающей среды. А что, если на спутнике находится активный ядерный реактор?
 
Во время холодной войны и Соединённые Штаты Америки, и Советский Союз запустили в космос десятки атомных спутников. Первым был «Транзит-4А», запущенный США в 1961 году. Это был один из многочисленных спутников, запущенных в 1959-1988 годах для обеспечения спутниковой навигационной службы ВМС США. Это была первая спутниковая навигационная система до появления GPS. Система «Транзит» насчитывала в общей сложности 41 орбитальный спутник, из которых несколько были ядерными. Многие из них, хотя уже не функционируют, всё ещё находятся на орбите с целым ядром реактора. В период с 1964 по 1978 год США запустили ещё семь атомных спутников в рамках программы «Нимб». Спутники «Нимб» помогали метеорологам изучать погоду Земли, её климат, озоновый слой, морской лёд и так далее. Технология и уроки, извлечённые из миссий «Нимба», пригодились для создания большинства спутников наблюдения Земли, запущенных НАСА и НОАА за последние десятилетия. Из семи спутников «Нимб» два по-прежнему находятся на орбите.
 
Советский Союз начал запускать ядерные спутники в космос в 1965 году. В течение следующих 22 лет страна запустила более тридцати спутников, каждый из которых нёс на борту небольшой ядерный реактор для питания различных приборов. Эти спутники были в основном разведывательного типа, предназначенного для слежения за кораблями и подводными лодками ВМС США. Спутники использовали радар для обнаружения морского движения, и поскольку радиолокационный сигнал быстро теряет мощность с расстоянием, спутники пришлось вывести на низкую околоземную орбиту, где наблюдалось значительное сопротивление от молекул воздуха. Сопротивление воздуха препятствовало использованию больших солнечных панелей, оставляя ядерную энергетику привлекательной и, вероятно, единственной альтернативой.
 

Большинство этих спутников несли ядерные реакторы типа БЭС-5, работающие на уране-235. Из-за ограниченности пространства и веса топливо было обогащено до оружейного уровня, чтобы реакторы работали быстро и эффективно и были маленькими, не говоря уже о чрезвычайной мощности. Типичный ядерный реактор БЭС-5 весил менее 400 кг и вырабатывал 100 кВт тепловой энергии, из которых около 3 кВт преобразовывались в полезную электрическую энергию. Реактор был установлен внутри отдельного блока, который можно было отбросить в космос на более высокую орбиту, как только срок эксплуатации спутника подходил к концу. Таким образом, «мёртвый» спутник мог безопасно вернуться в атмосферу Земли без риска радиоактивного заражения. Но что касается космических полётов, то не всегда всё идет так, как планировалось.

«Космос-954»
 
«Космос-954» был запущен 18 сентября 1977 года с космодрома Байконур. Он вращался вокруг Земли между 259 и 277 километрами каждые 89,5 минуты. На борту находился жидкий натриево-калиевый термоэмиссионный преобразователь, приводимый в движение ядерным реактором, содержащим около 50 килограммов урана-235. Через несколько недель после запуска орбита спутника стала неустойчивой; было понятно, что «Космос-954» долго не протянет. Советские операторы прилагали все усилия, чтобы избежать падения «Космоса-954» на Землю, но тщетно. Что ещё хуже, система, предназначенная для вывода отработавшего ядра реактора на безопасную орбиту, вышла из строя.
 
Советский Союз заранее уведомил Соединённые Штаты, а также все страны, которые находились непосредственно под траекторией полёта вышедшего из строя спутника, о возможных радиоактивных осадках. В ходе ряда секретных встреч с США советские чиновники предоставили подробные сведения о ядерном реакторе «Космос-954». США, в свою очередь, предупредили членов НАТО о том, что «Космос-954» упадёт, и предложили свою помощь в борьбе с радиоактивным загрязнением, которое может последовать вслед за этим.
 

Схема реактора БЭС-5 («Космос-954»)
 
24 января 1978 года, за несколько минут до восхода солнца, «Космос-954» вошёл в атмосферу Земли и распался над Канадой. Обломки спутника падали вдоль 600-километрового пути от Большого Невольничьего озера до озера Бейкер, включая часть Северо-Западных территорий, Альберту и Саскачеван. Последующая операция по поиску и ликвидации последствий обошлась Канаде почти в 14 миллионов долларов, в то время как США потратили около 2,5 миллионов долларов. Позднее Канада выставила Советскому Союзу счёт на сумму около 6 миллионов долларов, из которых была выплачена только половина суммы.
 
Первоначально предполагалось, что спутник весил от 4 до 5 тонн. Из них было обнаружено всего около 65 килограммов материала. За исключением одного большого фрагмента, все они были радиоактивными.
 

 
Сразу же после падения «Космоса-954» возникло опасение, что достаточно большая часть ядра могла пережить повторный вход в атмосферу и упасть в воду, где она могла бы стать критической. Всё потому, что вода замедляет нейтроны и запускает цепную реакцию. Эксперты подсчитали, что в таких условиях 22 кг высокообогащённого урана могли стать критическими. Несмотря на тщательные поиски, ядро так и не было найдено. Было сделано заключение, что оно почти полностью распалось.
 
В статье, опубликованной в журнале Health Physics в августе 1984 года, авторы отметили, что, по меньшей мере, четверть реактора (около 7-8 кг) выпала в виде мелких частиц диаметром менее 1 мм. Эти микрочастицы опускались, подобно невидимому туману, на Северо-Западные территории и бесплодные арктические и субарктические земли. Оставшиеся три четверти превратились в мелкие капельки и оставались висеть в атмосфере в течение многих лет, прежде чем медленно опуститься на поверхность земли; к тому моменту они уже представляли собой незначительный риск для здоровья. Что касается частиц миллиметрового размера, то авторы отметили, что если человек случайно проглотит одну из них, то она пройдёт через пищеварительный тракт и выйдет из организма в течение 48 часов, дав человеку дозу облучения не больше обычного рентгеновского снимка.
 

В поисках радиоактивного мусора
 
Кстати, «Космос-954» был не первым атомным спутником, который потерпел неудачу. В 1973 году неудачный запуск привёл к тому, что реактор упал аналогичного спутника в Тихий океан к северу от Японии. Ещё один советский спутник-разведчик «Космос-1402» вышел из строя и упал в Индийский океан в 1983 году. Система не смогла отбросить реактор на более высокую орбиту, в результате чего он упал спустя несколько дней в южную часть Атлантического океана, полностью распавшись при этом.
 
Существует вероятность того, что подобное событие может повториться в будущем. Во время холодной войны было запущено много ядерных спутников, которые всё ещё вращаются вокруг Земли. И хотя их орбиты в настоящее время стабильны, столкновение с космическим мусором и метеоритами может сбить их и заставить упасть на Землю.
 

Часть спутника в снегу
 

Обломки «Космоса-954» в Канадском музее науки и техники