تحقیق جدید: یک انفجار هسته‌ای در فضا می‌تواند ۹۹ درصد ماهواره‌ها را از کار بیندازد

پژوهشی تازه نشان می‌دهد یک انفجار هسته‌ای در ارتفاع مناسب می‌تواند تقریباً تمام ماهواره‌های مدار پایینی زمین را از کار بیندازد. بر اساس شبیه‌سازی پژوهشگران، در چنین سناریویی ۹۹ درصد ماهواره‌ها طی ۱۵ روز غیرفعال می‌شوند. این اتفاق زیرساخت‌های ارتباطی، اینترنت ماهواره‌ای و خدمات هواشناسی را با اختلالی گسترده روبه‌رو خواهد کرد.

انفجار هسته‌ای در فضا فقط یک سناریوی فرضی نیست. آمریکا و شوروی در دوران جنگ سرد، ۱۸ آزمایش هسته‌ای در ارتفاعات بالا انجام دادند. مشهورترین آن‌ها آزمایش «استارفیش پرایم» (Starfish Prime) آمریکا در سال ۱۹۶۲ بود. در این آزمایش، یک کلاهک هسته‌ای ۱.۴ مگاتنی در ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری اقیانوس آرام منفجر شد.

این انفجار چند ماهواره را از کار انداخت. یک سال بعد، آمریکا و شوروی در چارچوب پیمان منع جزئی آزمایش‌های هسته‌ای، آزمایش‌های هسته‌ای در جو و فضا را متوقف کردند.

بااین‌حال، پژوهشی جدید از دانشگاه ویسکانسین-مدیسن و دانشگاه پرینستون نشان می‌دهد حتی یک کلاهک ضعیف‌تر نیز امروز خسارت بسیار گسترده‌تری ایجاد خواهد کرد. این مطالعه هنوز در مرحله داوری علمی قرار دارد.

انفجار هسته‌ای چگونه ماهواره‌ها را از کار می‌اندازد؟

پژوهشگران در شبیه‌سازی خود، انفجار یک کلاهک یک‌مگاتنی را در ارتفاع ۵۰۰ کیلومتری اقیانوس اطلس جنوبی بررسی کردند. محل انفجار نزدیک منطقه‌ای به نام «ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی» بود. میدان مغناطیسی زمین در این ناحیه به‌طور غیرمعمولی ضعیف است.

پس از انفجار، ذرات رادیواکتیو در میدان مغناطیسی زمین به دام می‌افتند. این ذرات یک کمربند مصنوعی از جنس تابش ایجاد می‌کنند که ماهواره‌ها هنگام گردش به دور زمین بارها از آن عبور خواهند کرد. پدیده‌ای مشابه این، پس از آزمایش استارفیش پرایم نیز رخ داد و به ماهواره‌های آن زمان آسیب زد.

در شبیه‌سازی جدید، پژوهشگران وضعیت ۱۳ هزار و ۳۰۰ ماهواره فعال در مدار پایین زمین را بررسی کردند. نتایج نشان داد پس از یک روز، ۲۵ درصد ماهواره‌ها از کار می‌افتند. این میزان در روز سوم به ۷۸ درصد می‌رسد. پس از یک هفته، ۹۸ درصد و در روز پانزدهم، ۹۹.۴ درصد ماهواره‌ها غیرفعال خواهند بود.

حتی تقویت حفاظ‌ها در برابر تشعشعات نیز مشکل را برطرف نمی‌کند. در این سناریو، ۹۹.۳ درصد ماهواره‌ها طی ۳۰ روز از کار می‌افتند. اگر قدرت کلاهک به ۱۰۰ کیلوتن کاهش یابد، یک سال طول می‌کشد تا ۹۹ درصد ماهواره‌ها از کار بیفتند.

خطر انفجار هسته‌ای به تابش محدود نیست. از کار افتادن ماهواره‌ها و ناتوانی آن‌ها در تنظیم مسیر، احتمال برخورد در مدار را افزایش می‌دهد. پژوهشگران حدود ۲۰ برخورد احتمالی را طی دو سال نخست برآورد کردند.

این برخوردها پس از ۱۰ سال حدود ۳۹۰۰ قطعه جدید زباله فضایی ایجاد خواهند کرد. برخوردهای بعدی نیز ممکن است این روند را ادامه دهند و در بلندمدت به افزایش کنترل‌ناپذیر زباله‌های مداری منجر شوند.

بازسازی زیرساخت‌های ماهواره‌ای هم ساده نخواهد بود. ماهواره‌های جایگزین باید در محیطی پر از تشعشعات و قطعات سرگردان فعالیت کنند. پژوهشگران تأکید می‌کنند که جلوگیری از استقرار و استفاده از سلاح‌های هسته‌ای در فضا برای حفظ خدمات مداری اهمیت حیاتی دارد.

آن‌ها نسخه پیش از داوری این پژوهش را در مخزنarXivمنتشر کرده‌اند.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.