پژوهشی جدید نشان می‌دهد که یک انفجار هسته‌ای در فضا می‌تواند ظرف ۱۵ روز، بیش از ۹۹ درصد ماهواره‌های مدار پایین زمین را از کار بیندازد.
فهرست مطالب
پژوهشگران آمریکایی هشدار داده‌اند که انفجار یک بمب هسته‌ای در فضا می‌تواند بیش از ۹۹ درصد ماهواره‌های مدار پایین زمین را ظرف ۱۵ روز از کار بیندازد.
به گزارش سرویس هوافضای تک‌ناک، بیش از ۱۳ هزار ماهواره در مدار پایین زمین فعالیت می‌کنند و بخش مهمی از زیرساخت‌های ارتباطی جهان را تشکیل می‌دهند. این ماهواره‌ها خدمات مختلفی مانند پیش‌بینی وضعیت آب‌وهوا، ارتباطات تلفنی، انتقال داده و اینترنت ماهواره‌ای را فراهم می‌کنند. با وجود این، یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که تمام این زیرساخت‌ها ممکن است در برابر انفجار هسته‌ای در فضا به شدت آسیب‌پذیر باشند.
پژوهشگران دانشگاه ویسکانسین–مدیسن و دانشگاه پرینستون در مطالعه‌ای جدید، پیامدهای انفجار یک کلاهک هسته‌ای را در مدار پایین زمین بررسی کرده‌اند. نتایج شبیه‌سازی آنها نشان می‌دهد که چنین انفجاری می‌تواند ظرف چند روز، فعالیت بیشتر ماهواره‌های این مدار را متوقف کند.
این پژوهش که هنوز مراحل داوری علمی را پشت سر نگذاشته است، نشان می‌دهد که حتی یک کلاهک هسته‌ای با قدرت کمتر از بمب‌های آزمایش‌شده در دوران جنگ سرد نیز می‌تواند خسارت‌های گسترده‌ای به زیرساخت‌های فضایی امروزی وارد کند.
انفجار هسته‌ای در فضا چگونه ماهواره‌ها را از کار می‌اندازد؟
انفجار هسته‌ای در فضا پدیده جدیدی نیست. آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی در دوران جنگ سرد، مجموعا ۱۸ آزمایش هسته‌ای در ارتفاع بالا انجام دادند. این آزمایش‌ها از لایه‌های بالایی جو زمین تا فضای خارج از جو را شامل می‌شدند.
یکی از مهم‌ترین آزمایش‌ها در سال ۱۹۶۲ و با نام «استارفیش پرایم» (Starfish Prime) انجام شد. آمریکا در این آزمایش، یک کلاهک هسته‌ای با قدرت ۱.۴ مگاتن را در ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری بر فراز اقیانوس آرام منفجر کرد.
انفجار این کلاهک به چندین ماهواره آسیب رساند و فعالیت آنها را متوقف کرد. یک سال بعد، آمریکا و شوروی در چارچوب پیمان منع جزئی آزمایش‌های هسته‌ای توافق کردند که آزمایش‌های هسته‌ای در محیط‌های غیرزیرزمینی را متوقف کنند.
پژوهشگران در مطالعه جدید خود، انفجار یک کلاهک هسته‌ای یک مگاتنی را در ارتفاع ۵۰۰ کیلومتری بر فراز اقیانوس اطلس جنوبی شبیه‌سازی کردند.
آنها منطقه‌ای نزدیک به «ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی» را برای اجرای شبیه‌سازی انتخاب کردند. میدان مغناطیسی زمین در این منطقه به‌طور غیرمعمول ضعیف است و شرایط ویژه‌ای برای به دام افتادن ذرات پرتوزا ایجاد می‌کند.
انفجار هسته‌ای می‌تواند الکترون‌های حاصل از واپاشی مواد پرتوزا را وارد میدان مغناطیسی زمین کند. این ذرات در میدان مغناطیسی گرفتار می‌شوند و کمربند تابشی مصنوعی ایجاد می‌کنند.
ماهواره‌ها هنگام گردش به دور زمین، بارها از میان این کمربند عبور می‌کنند و در معرض تشعشعات قرار می‌گیرند. تکرار این مواجهه می‌تواند به تجهیزات الکترونیکی آنها آسیب برساند و در نهایت فعالیت آنها را متوقف کند.
پژوهشگران تأکید کرده‌ااند که پدیده مشابهی پس از آزمایش استارفیش پرایم نیز رخ داد. با وجود این، تراکم ماهواره‌ها در مدار پایین زمین امروز بسیار بیشتر از سال ۱۹۶۲ است و پیامدهای احتمالی چنین انفجاری می‌تواند بسیار گسترده‌تر باشد.
پژوهشگران در شبیه‌سازی انفجار هسته‌ای در فضا، اطلاعات ۱۳ هزار و ۳۰۰ ماهواره فعال در مدار پایین زمین را بر اساس وضعیت ژانویه ۲۰۲۶ بررسی کردند.
نتایج نشان داد که انفجار یک کلاهک هسته‌ای یک مگاتنی در محدوده ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی می‌تواند ظرف ۲۴ ساعت، ۲۵ درصد ماهواره‌ها را از کار بیندازد.
میزان خسارت در روزهای بعد به‌سرعت افزایش پیدا می‌کند. طبق محاسبات پژوهشگران، تا پایان روز سوم، ۷۸ درصد ماهواره‌ها از کار خواهند افتاد. این رقم پس از یک هفته به ۹۸ درصد می‌رسد و در روز پانزدهم به ۹۹.۴ درصد افزایش پیدا می‌کند.
این نتایج نشان می‌دهد که تقریبا تمام ماهواره‌های فعال در مدار پایین زمین ممکن است طی دو هفته فعالیت خود را از دست بدهند.
پژوهشگران سناریوی دیگری را نیز بررسی کردند که در آن ماهواره‌ها به تجهیزات محافظتی تقویت‌شده در برابر تشعشعات مجهز بودند. حتی در این شرایط، ۹۹.۳ درصد ماهواره‌ها ظرف ۳۰ روز از کار افتادند.
همچنین آنها پیامدهای انفجار یک کلاهک ضعیف‌تر با قدرت ۱۰۰ کیلوتن را شبیه‌سازی کردند. نتایج نشان داد که چنین انفجاری نیز می‌تواند ۹۹ درصد ماهواره‌ها را از کار بیندازد، اما رسیدن به این میزان خسارت حدود یک سال طول می‌کشد.
این یافته‌ها نشان می‌دهد که قدرت انفجار تنها عامل تعیین‌کننده نیست. باقی ماندن ذرات پرتوزا در میدان مغناطیسی زمین و مواجهه مکرر ماهواره‌ها با تشعشعات نیز نقش مهمی در گسترش خسارت دارند.
افزایش برخوردهای فضایی و اختلال چندساله
پژوهشگران هشدار داده‌ند که خطرهای انفجار هسته‌ای در فضا به تشعشعات محدود نمی‌شود. از کار افتادن ماهواره‌ها می‌تواند زنجیره‌ای از برخوردهای فضایی را آغاز کند و شرایط مدار زمین را برای سال‌های طولانی تغییر دهد.
ماهواره‌هایی که کنترل و قابلیت مانور خود را از دست می‌دهند، دیگر نمی‌توانند به‌طور مؤثر از برخورد با اجرام دیگر جلوگیری کنند. افزایش تعداد ماهواره‌های غیرفعال نیز احتمال برخوردهای مداری را بیشتر می‌کند.
طبق شبیه‌سازی پژوهشگران، پیامدهای انفجار می‌تواند طی دو سال نخست، حدود ۲۰ برخورد فضایی ایجاد کند. این برخوردها در ادامه باعث تولید قطعات جدید زباله فضایی خواهند شد.
محققان برآورد می‌کنند که تعداد قطعات جدید زباله فضایی ناشی از این برخوردها طی ۱۰ سال به حدود ۳۹۰۰ قطعه خواهد رسید.
همچنین آنها احتمال می‌دهند که برخوردهای بعدی میان اجرام باقی‌مانده در مدار، تولید زباله‌های فضایی را برای مدت طولانی ادامه دهند.
پژوهشگران هشدار داده‌اند که این روند ممکن است در مقیاس زمانی چند قرن باعث انباشت تدریجی زباله‌ها و در نهایت افزایش مهارنشدنی برخوردهای فضایی شود.
این وضعیت حتی جایگزینی ماهواره‌های ازدست‌رفته را نیز دشوار می‌کند. ماهواره‌های جدید پس از پرتاب باید بتوانند در برابر تشعشعات باقی‌مانده و خطر برخورد با زباله‌های فضایی مقاومت کنند.
به گفته پژوهشگران، بازیابی خدمات ماهواره‌ای تنها با ساخت و پرتاب ماهواره‌های جایگزین امکان‌پذیر نخواهد بود. شرایط نامناسب مدار می‌تواند بازسازی زیرساخت‌های فضایی را برای سال‌ها با اختلال مواجه کند.
زک پیترسن، نویسنده نخست این مطالعه و دانشجوی نجوم و فیزیک دانشگاه ویسکانسین به همراه دیگر پژوهشگران بر ضرورت جلوگیری از استقرار و استفاده از سلاح‌های هسته‌ای در فضا تأکید کرده است.
جیمز مک‌کیون، پژوهشگر سیاست‌گذاری هسته‌ای نیز در واکنش به نتایج این مطالعه هشدار داد که پیامدهای چنین انفجاری بسیار شدید خواهد بود و کشورها باید برای جلوگیری از وقوع آن تمام تلاش خود را انجام دهند.