Fél évszázad múltán profitálhatunk a legdurvább atomrobbantásokból

A hidegháború kellős közepén, 1958 és 1962 között a két atomnagyhatalom, az Egyesült Államok és a Szovjetunió egészen új szintre vitte a nukleáris kardcsörtetést: túllépve a felszíni, vízalatti és földalatti teszteken, magaslégköri és űrbéli atomrobbantásokkal kísérleteztek, javarészt titokban.

Az Egyesült Államok tízszer robbantott a Csendes-óceán fölött, a Johnston-atoll térségében, nagyon nagy magasságban atomtöltetet – ebből ötöt a sztratoszférában és mezoszférában, 26 és 97 kilométer közötti magasságokban, és ötöt az űrben. Az utóbbiak voltak az 1958-as Argus I-II-III kísérletek, egyenként 1,7 kilotonnás, 200, 240 és 540 kilométeres magasságban felrobbantott töltetekkel, illetve az 1962-es Checkmate (7 kilotonna, 147 kilométeren) és a legnagyobb, a Starfish Prime (1,5 megatonna, 400 kilométeren). Ezek mellett hét, Kapusztyin Jar rakétabázisról indított, nagy magasságú szovjet tesztrobbantásról lehet tudni, amik közül négyet hajtottak végre az űrben, 150 és 300 kilométer közötti magasságokban.

A földfelszín közelében, a légkör alacsonyabb, jóval sűrűbb rétegeiben végrehajtott atomrobbantásoktól nagyban különböztek ezek a kísérletek. A szemlélők azt láthatták, hogy a detonációt követően a megszokott, már jól ismert, port a földről felszívó gombafelhőknek nyoma sem volt, a vakító villanás után a robbanás tűzgömbje akadálytalanul tágult éteri felhővé, egész addig míg a föld mágneses mezeje szét nem szaggatta.

Már ez is meglehetősen különleges látvány volt, de a félelmetes fényjáték csak ezután következett: a nagy energiájú, töltéssel rendelkező részecskék a légkör egyre sűrűbb rétegeibe érve a sarki fényhez hasonlatos színpompás jelenséget okoztak. Mindez akár harminc percig is eltartott, tovább mint az alacsonyabb légköri robbantások során megfigyelt jelenségek.

Az űrhadviselés küszöbe

Ezeknek a robbantásoknak a szokásos tervezési, mérési és fegyvertechnológiai, tudományos teszteken túl más feladatai is voltak. Az “Argus művelet” (Operation Argus) fő célja például kifejezetten az volt, hogy igazolják az a feltételezést, ami szerint a nagyon nagy magasságokban végrehajtott atomrobbantások új, a Van Allen övezethez hasonlatos sugárzási övet hoznak létre Földünk légkörének legfölsőbb rétegeiben.

Erről ugyanis azt gondolták, hogy taktikai szerepe, haszna lehet egy esetleges katonai konfliktusban: ellenséges terület fölött nagyon nagy magasságban, vagy az űrben felrobbantott atomtöltet képes nagy károkat okozni a földfelszíni rádiós és radarrendszerekben, képes tönkretenni az ellenség interkontinentális rakétáinak gyújtószerkezeteit, kiiktatni az űrben keringő műholdakat és veszélybe sodorni az arra elhaladó űrhajók személyzetét is. Az természetesen már ismert volt a kutatók előtt, hogy az atomrobbanás által keltett elektromágneses impulzus (EMP) képes az előbb felsoroltakra, de a feltételezések szerint huzamosabb ideig megmaradó mesterséges sugárzási övezetről nem lehetett tudni semmi biztosat.

A sugárzási övezetről alkotott elképzelés a kísérletek során igazolást nyert, és a pusztító hatásáról is meggyőződhettek a Pentagon illetékesei. A Starfish Prime kódnevű, 1962. július 9-én végrehajtott atomrobbantás volt a legnagyobb űrben végrehajtott nukleáris robbantás.

A 1,4 megatonnás töltetet 400 kilométeres magasságban hozták működésbe, és a detonációt követően kialakult mesterséges sugárzási övön több műhold is áthaladt, három teljesen működésképtelenné vált, másik három – köztük a legendás Telstar-1 – részben meghibásodott, a sugárzás például a napelemeiket károsította. A sugárzás még négy hónappal később is olyan erős volt, hogy az első emberes űrrepüléseken, azaz a Mercury programon dolgozó NASA-kutatók komolyan aggódtak az úttörő űrhajósok egészségéért.

Már nem top secret

A magaslégkör és űrbéli atomrobbantásoknak az 1963-as nemzetközi atomcsend-egyezmény aláírása vetett véget, ami betiltotta a légkörben, a világűrben és a víz alatt végrehajtott atomrobbantásokat. Hogy mindezt felelevenítettük, annak köszönhető, hogy május 17-én a Space Science Reviews című tudományos folyóiratban megjelent egy összefoglaló tanulmány a magaslégköri atomrobbantások hatásáról. A csaknem hetven oldalas, “Anthropogenic Space Weather” (kb: “Emberi eredetű űridőjárás”) címet viselő tanulmány Gombosi Tamás, a michigani egyetemen tanító magyar-amerikai űrfizikus vezetésével készült, titkosítás alól nemrég feloldott dokumentumok adatait felhasználva.

Az űridőjárás tanulmányozásában, a naptevékenység monitorozásban élen járó amerikai űrkutatási hivatal biztos benne, hogy a több mint ötven évvel ezelőtti katonai célú kísérletek adatainak nyilvánosságra hozatala rengeteget segíthet a műholdak tervezése, a mélyűri utazásban részt vevő űrhajósok egészségét védő felszerelések megalkotása során. Phil Erickson, a Haystack Obszervatórium (Westford, Massachusetts) igazgatóhelyettese, a tanulmány társszerzője szerint azért fontos ezeknek az adatoknak a megismerése, rendszerezése és feldolgozása, mert az ember által évtizedekkel ezelőtt, többé kevésbé kontrollált körülmények között előidézett rendkívüli űridőjárási események megértése közelebb visz az űrben zajló természetes folyamatok megértéséhez.

A földi életre és az ember által kiépített technológiai környezetre (azaz a bio- és technoszférára) egyaránt nagy hatással van az űridőjárás. A Napból érkező nagy energiájú részecskék jelentős részétől szerencsére megvéd minket a Föld mágneses mezeje (a magnetoszféra), egy részük azonban eljut a Föld közvetlen közelébe, veszélyezteti a műholdak működését, a felszínig jutva pedig károsíthatja a különféle elektromos berendezéseket, a villamos hálózatot, a tömegkommunikációs eszközöket, magyarázza Mara Johnson-Groh, a NASA Goddard Űrrepülési Központjának kutatója.

A magaslégköri és űrbéli nukleáris tesztek gyakorlatilag a napkitörésekből származó plazmakilökődés, napszél hatásait utánozták a maguk módján. Egy-egy ilyen kísérlet során a légkör legfelsőbb rétegeiben, vagy az űrben felrobbantott atomtöltet egyre táguló plazmagömbje, az elektromosan töltött részecskék alkotta forró gáztömeg olyan geomágneses zavarokat okozott, amik torzították a föld mágneses erővonalait és elektromos mezőt gerjesztett a Földfelszínen, csakúgy mint a nagy erejű napkitörések. A tanulmány ismerteti azt is, hogy ezen kívül a legnagyobb robbantások a Van Allen-övhöz hasonló mesterséges sugárzási övezeteket hoztak létre, amik hetekig megmaradtak, sőt, egy esetben évekig tartott mire eloszlott a Föld mágneses mezeje által csapdába ejtett sugárzó részecskék felhője, hosszú ideig befolyásolva az arra elhaladó műholdak működését.

Ezen kívül más napfizikai kutatási területek is profitálhatnak a kutathatóvá tett adatokból. A Csendes-óceán fölött, az egyenlítő közelében kialakult látványos fényjelenségek megfigyelésével kapott adatok például a sarki fények viselkedésének megértéshez nyújtanak segítséget.

Az Argus robbantások adataiból meg az derült ki, hogy a keletkezett elektromos részecskék szinte a világ minden tájára eljutottak, a korábbi tesztekhez képes sokkal rövidebb idő alatt, és minél magasabban volt a robbantás, annál gyorsabban és messzebbre. A hirtelen kialakuló, pár másodpercig tartó elektromágneses viharokról Arizonától Svédországig érkeztek jelentések, és a tudósok az eltelt idő függvényében kalkulálták a terjedés sebességét. Két nagy sebességű hullámot is észleltek, az első 3000 km/másodperces, míg a második már csak negyedakkora sebességgel haladt.

Mindezek az adatok, a belőlük levont következtetések egy potenciálisan nagy erejű, katasztrofális hatású napviharra való felkészülésben rengeteget segíthetnek. Kissé furcsa ezt kijelenteni, de úgy tűnik, a hidegháborús atomfegyver-őrületnek így fél évszázad elteltével lehet némi pozitív hozadéka.