衛星墜落
“帶有核反應堆的蘇聯衛星即將墜落地球表面該怎麽辦?”這是1978年初全世界面臨的壹個問題!
引子
核能是通過核反應從原子核釋放的能量,是人類 歷史 上的壹項偉大發現。利用少量的核原料,即可釋放出巨大的能量。本是人類最具希望的未來能源之壹,但核能的利用同樣具有巨大的風險。 歷史 上核災難的事故也是廣為人知的。
利用核能飛入太空的想法出現在人類 探索 太空時代的初期。在科學家們看來,這似乎是長途太空飛行唯壹的途徑。雖然美國是第壹個在航天器上裝置核反應堆的國家,但美國認識到了其危險性,並未深入研究。很明顯,蘇聯人要比美國人大膽得多,並在1978年引發了壹場核事故,受到國際 社會 的譴責。
開端
上世紀60年代,美國為航天器建造了第壹個核反應堆,也是美國發射到太空中的唯壹核反應堆。1965年4月,美國人發射了壹顆帶有核反應堆(以鈾235為原料)的衛星。該衛星工作了壹個半月。由於運載衛星故障而停止了工作。該衛星現在依然留在軌道上,並將在未來4000年內都留在太空中。
蘇聯科學家也沒有閑著,他們也想到了將核反應堆應用到衛星上這壹點。他們開發了 BES-5 Buk等壹系列核反應堆的原型,這些核反應堆是專門為US-A 系列衛星(在西方被稱為 RORSAT)而設計制造的。US-A 系列衛星是太空情報系統的壹部分,主要工作為跟蹤美國航空母艦的動向。蘇聯壹***發射了31顆這樣的衛星。
蘇聯開始為航天器開發核裝置的時間比美國要晚壹些。第壹個樣品“羅馬什卡”是在1964-1965年測試成功的,但這僅僅是樣本,並沒有發射到太空去。該反應堆由庫爾恰托夫研究所開發的。
到了1960年代末期,蘇聯開發了壹個新的反應堆,其中是以鈾235作為燃料,就如美國的反應堆壹樣。1970年10月,這種裝置首次安裝在了“宇宙367”衛星上,被送入了太空。“宇宙367”衛星工作了110分鐘,之後反應堆的堆芯開始熔化。該衛星被迫被扔進了壹個廢棄的軌道上。
隨後蘇聯又進行了三次成功的發射。1973年4月,再次發生了事故。由於發送機故障,運載火箭發射失敗,衛星無法進入軌道,反應堆墜入了太平洋。經過多次的成功發射後,US-A 雷達偵察系統於1975年投入使用。
之後,蘇聯的測試人員再次成功發射了四顆帶有核反應堆的衛星,並於1977年9月18日發射了“宇宙954”號衛星,這也是整個US-A 系統中最著名的衛星。因為它差點引起壹場事故。
脫離軌道
在“宇宙954”號衛星發射兩個月後,美國雷達檢測到它正在脫離軌道。1978年1月,美國情報部門意識到蘇聯可能已經失去了對“宇宙954”號衛星的控制,科學家們預測它將在1月23日至24日之間進入地球大氣層。當時正值冷戰期間,蘇聯對其衛星的具體情況保密。美國懷疑“宇宙954”號衛星使用了以核反應堆為主要能源的方式。
如果這是真的,那情況就很危險了。壹顆帶有核反應堆的衛星失去了控制,即將掉落在地球上。可以想象,這是壹場嚴重的災難。很不幸,這是真的!那麽衛星上是否有壹個系統,可以在緊急情況下將反應堆推入更高的軌道,以防止核裝置墜落在地球上?
為了搞清楚具體的情況,美國直接向蘇聯尋求真實的信息。莫斯科很快證實,該衛星確實安置了壹個鈾235反應堆。但蘇聯官員排除了核爆炸的可能性,因為該設備中鈾的臨界質量沒有超過。此外,莫斯科保證,反應堆的設計會使其在進入大氣層時分崩離析並燒毀。同時,蘇聯也不否認,由於衛星減壓,放射性碎片可能會到達地球表面,所墜落的地區可能會發生輕微的放射性汙染。
“帶有核反應堆的蘇聯衛星進入地球大氣層該怎麽辦?”這是1978年初全世界面臨的壹個問題,同時也無法確定其墜落的地點!
美國當局認為應該向全世界發出通報:壹個核反應堆正在從軌道上下降,很快就會落在地球表面。如果這條信息向全世界發布,勢必會引起全球的恐慌。美國決定通知其幾個盟友。科學家們也在緊急計算衛星的軌跡,希望可以盡快確定其墜落的位置。通過計算,科學家們預估,有壹條軌跡可能會落在蘇聯,而其它幾條軌跡都在加拿大境內。
墜落和搜索
1978年1月的壹個早晨,蘇聯衛星“宇宙954”號在大氣層中燃燒,隨後在加拿大北部墜毀,放射性燃料和碎片的散落範圍預計在10萬公裏之內。加拿大西北地區耶洛奈夫市的居民成為了目擊者。有人看到壹個類似飛機的物體,帶著燃燒的火焰劃過天空,附近還有幾十個小物體跟隨其左右,它們泛著鮮紅的光芒。該設施含有45公斤的鈾,科學家們擔心該地區會受到汙染。
加拿大地廣人稀,北部地區更是如此。幸運的是,放射性碎片落入了加拿大北部壹個無人居住的地區。當局現在急需組織壹次復雜的探險,在寒冷的白雪皚皚的地方尋找衛星殘骸。
加拿大的工作人員立即被派往了衛星墜落的現場。美國希望可以提供幫助,加拿大當局同意了。美國派出了5架C-141軍用運輸機,並配備了相關設備和人員。
部分軍事人員和技術人員首先抵達耶洛奈夫。這座安靜的北部城市的居民看到穿著黃色防護服的人在四處走動,測量輻射值,他們感到震驚。專家確定,需要勘測並尋找碎片的區域是4萬平方公裏。
首先,需要從飛機上對該區域進行檢查,飛機上安裝了輻射檢測設備。如果設備在某個方格內顯示異常,則從直升機上再對其進行更加詳細的檢查。
衛星的第壹塊碎片並不是由軍方發現的,而是由在此設立冬令營的遊客發現的。兩人帶著壹條狗在外散步,看到了壹個看起來像鹿角的金屬物體,其中壹名遊客走上前去,撿了起來,之後回到了營地。他們很快知道了衛星墜落的事情,因為他們通過無線電詢問為什麽飛機頻繁地在這個地區來回飛行。之後冬令營的遊客們將他們的發現報告給了就近的氣象站員工。
搜索隊考慮著如何接近殘骸。如果殘骸處在活躍期的話,它每小時可以發射數百倫琴的輻射量(致死劑量約為600倫琴)。實際上,事實證明,輻射的範圍是每小時10-100倫琴。
1月31日,4名傘兵被派往了營地,他們在營地逗留了壹段時間,主要是為了看守現場,還有為那條不能離開的狗餵食。
其他的搜索隊繼續工作,加拿大北部的冬天,白天時間很短。飛到殘骸墜落處大概用了2個小時,隊員們在零下40度的寒冷中,冒著寒風,處理這些殘骸。其中壹支遠離主營地的搜索隊,不知什麽原因,直升機無法啟動,他們不得不在帳篷裏過夜。這段經歷讓科學家們如此的難忘,因為實在是太冷了。
2月10日,加拿大第二大湖——大奴湖冰面上搜索到大量的溫和輻射源。搜索隊發現了很多從微觀到玉米粒大小的物體。通過實驗室的分析表明,這些是來自反應堆堆芯的顆粒。科學家們大概了解了核反應堆堆芯到底發生了什麽:它在大氣中燒毀了,但並沒有完全燒盡,未燃燒的部分被風吹走,面積超過8萬平方公裏,具體感染面積大概在2月底才能確定。
搜索行動有了新的任務,如何清理如此廣闊的微觀放射性粒子領域?他們之間的距離可能達到數百米。該領域被劃分為多個區域,開始使用攜帶能夠捕獲小幅輻射的特殊設備的直升機進行低空飛行。專家們被分成小組,梳理直升機記錄到的數據,檢測到的顆粒與雪壹起被收集在塑料袋中。這項工作持續了幾個星期。
還有壹個問題也非常重要:與北美土著進行溝通。搜索行動開始時,數百名因紐特人聚集在壹起,詢問為什麽大量軍隊和設備幹擾了他們正常的生活。紐特人的語言中沒有“衛星”或“輻射”這樣的詞組,因此與他們溝通需要發揮創造力和想象力。因紐特人詢問軍方,輻射會對人和動物造成什麽影響?最後,他們接受了所有的解釋,並為搜索隊表演了他們的傳統舞蹈。
這次搜索行動代號“晨光”,大約有120名美國科學家參與其中。直到3月底,他們才陸續回家。“晨光”行動持續了84天,總***發現了66公斤的碎片,除了壹個重達18公斤的較大碎片外,所有碎片都具有壹定程度的放射性。
當地報紙的主編曾開玩笑的說,蘇聯人在幾天內給當地經濟的貢獻比加拿大政府壹年給的都多!
但對政府而言,經濟效應是負面的,因為行動的成本很高。事情處理差不多了,就該跟蘇聯算算帳了。具體花費多少,我們不得而知。加拿大當局向蘇聯索取610萬美元的費用。1981年4月,蘇聯同意支付這筆款項的壹半。
爭吵
盡管沒有人員傷亡,但該事件導致了嚴重的醜聞。值得壹提的是,核動力航天器美國也曾經墜落過。例如,眾多周知的阿波羅13號事故,壹個裝有3.9公斤鈈238的航天器墜入了海洋。同位素將活躍數千年,但由於外殼堅固,輻射不會泄露到環境中。
但蘇聯的“宇宙954”號衛星的情況可大大不同。這是壹個正在運行的核反應堆,並且墜落在了另壹個主權國家的領土上,當時的情況美國和蘇聯正處在冷戰之中。所以關於此次事件的口水戰也是非常激烈。蘇聯在聯合國大會上堅稱這起事故並不嚴重。壹些國家要求太空國家采取更多措施來確保此類活動的安全。
後續及禁止
該事件之後,蘇聯暫時停止了發射帶有核反應堆的衛星,安全系統也進行了改進。在緊急情況下,可以人工操作將衛星送入其它廢棄的軌道,並且增加了從反應堆容器中彈出燃料元件的系統,這確保了大氣中有害物質和碎片的燃燒。
1981年,蘇聯恢復了代核反應堆的衛星發射。1982年,“宇宙1402”號衛星發射成功,但它的命運與“宇宙954”號衛星壹樣,在1983年初,失控墜毀,這次是掉到了海裏。
通過檢測,科學家們發現,“宇宙1402”號衛星的墜毀導致了亞利桑那州的降雨。1984年,在30公裏左右的蓋度采集的空氣樣本表明,來自“宇宙1402”號衛星的大約45公斤鈾235已經噴入了大氣層。
1988年,國際 社會 要求停止在太空中使用任何核物料,因為這類裝置的技術安全性太低了。聯合國明令禁止此類活動。從此之後,再沒有國家將核物料發射到太空中。