В СССР ядерные реакторы ставили на космические спутники. Один из них упал в Канаде

R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CA

В современном мире достаточно оружия, способного убить все живое на планете, но новые разработки типа перспективной российской ракеты «Буревестник» все равно внушают страх. Не в последнюю очередь этот страх можно объяснить тем, что «Буревестник» оборудован ядерным источником питания. В истории уже были случаи, когда летучие ядерные реакторы — правда, относительно мирного назначения — выходили из-под контроля и падали.

Идея использовать ядерную энергию для полетов в космос появилась в самом начале космической эры. Она казалась специалистам единственным возможным вариантом для длительных полетов, пишет BBC.

Первыми ядерными источниками питания в космосе стали радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ). Они используют энергию естественного радиоактивного распада изотопов, тогда как в реакторах используется энергия управляемой цепной реакции деления ядер тяжелых химических элементов — чаще урана.

По сравнению с реакторами в РИТЭГ низкая мощность и низкий КПД, но конструкция такого генератора намного проще и он может долго питать космический аппарат энергией, не требуя обслуживания.

РИТЭГ до сих пор используются в качестве источников питания в космической отрасли — такой генератор, например, стоит на американском марсоходе Curiosity. Использование реакторов в космосе, в отличие от РИТЭГ, было прекращено еще в конце 1980-х годов.

Как все начиналось

Первый ядерный реактор для космического аппарата создали США. Он оказался единственным реактором, который Соединенные Штаты запустили в космос. В апреля 1965 г. американцы запустили спутник с реактором SNAP-10A (топливом служил уран-235). Он работал полтора месяца и прекратил работу из-за неисправности в спутнике-носителе.

Сейчас SNAP-10A находится на орбите и будет оставаться в космосе ближайшие 4000 лет. После этого аппарат начнет снижение, войдет в атмосферу, развалится на части и сгорит, минимизируя попадание радиоактивных частей в атмосферу. По крайней мере, именно так все задумано.

Image result for Ядерный реактор SNAP-10A
Ядерный реактор SNAP-10A

Примерно на то же рассчитывали и советские ученые, разработали серию ядерных прототипов БЭС-5 «Бук». Они создавались специально для серии спутников «УС-А» (на западе известна как RORSAT). Серия «УС-А» стала частью системы морской космической разведки «Легенда», которая отслеживала американские авианосцы. Всего был запущен 31 космический аппарат с БЭС-5.

«Буки»

СССР начал разработку ядерных установок для космических аппаратов позже, чем США. Первый образец — «Ромашка» — был успешно протестирован в 1964-1965 годах, но в космос установка не улетела. Реактор был разработан в Курчатовском институте.

К концу 1960-х годов на НПО «Красная Звезда» был разработан новый реактор — БЭС-5 «Бук», — в котором в качестве топлива использовался, как и в американском, уран-235. Впервые такая установка полетела в космос в октябре 1970 года вместе со спутником «Космос-367».

«Бук» проработал 110 минут, после чего началось расплавление активной зоны реактора, писали в своей книге испытатели космической техники Владимир Гудилин и Леонид Слабый. Спутник пришлось забросить на орбиту захоронения.

Затем были проведены три успешных запуска. В апреля 1973 года произошла вторая авария. На этот раз подвела ракета-носитель — из-за неисправности двигателя космический аппарат не удалось вывести на орбиту, и реактор упал в Тихий океан.

После еще нескольких запусков серия радиолокационной разведки «УС-А» была принята на вооружение в 1975 году.

После этого советские испытатели провели четыре успешных запуска спутников с ядерными реакторами, а 18 сентября 1977 был запущен «Космос-954» — пожалуй, самый известный из спутников системы «УС-А».

Что делать, когда с неба падает реактор?

Через два месяца после запуска «Космоса-954» американские радары обнаружили, что он сходит с орбиты, писал советник администрации президента США по вопросам технологий, разведки и экономическим вопросам Керосин Вайс.

6 января 1978 американская разведка поняла, что Советский Союз потерял контроль над спутником. Ученые спрогнозировали, что он войдет в земную атмосферу 23-24 января.

Макет ядерного реактора БЭС-5 «Бук»Фото:  RTEM GEODAKYAN / TASS/ Макет ядерного реактора БЭС-5 «Бук»

Москва, конечно, держала детали о своих новых спутника в тайне. США подозревали, что «Космос-954» использует ядерный реактор как источник питания. Если это правда, то ли на спутнике система, которая в случае аварийной ситуации вытолкнет реактор на более высокую орбиту, чтобы предотвратить падение ядерной установки на Землю?

Чтобы получить ответ на этот и другие вопросы, США обратились за информацией напрямую в СССР. Москва в январе 1978 года подтвердила, что на спутнике есть реактор с ураном-235, писал Вайс. Советские чиновники исключили возможность ядерного взрыва, так как критическая масса урана на установке не превышена. Кроме того, реактор устроен так, что он развалится и сгорит при входе в атмосферу, заверила Москва.

При этом Кремль все же не отрицал, что из-за разгерметизации спутника радиоактивные обломки могут достичь поверхности Земли. В результате может произойти незначительное радиоактивное заражение местности, говорилось в ответе СССР.

«Что делать, когда в земную атмосферу входит советский спутник-разведчик с ядерным реактором на борту?» — так Вайс сформулировал проблему, стоящую перед миром в начале 1978 года.

При этом определить место падения было нельзя. Американские власти думала, стоит сообщать миру о том, что с орбиты медленно сходит ядерный реактор, который вскоре упадет на поверхность Земли. Информация вот-вот могла попасть в прессу и вызвать панику.

«Что бы я мог сделать с такой историей, окажись она у меня на день раньше!», — вспоминает Вайс разочарование знакомого журналиста, который узнал о падении «Космоса-954» постфактум. «Можете себе представить заголовки газет», — писал советник.

США решили сообщить нескольких союзников. Специалисты, которые пытались понять, куда упадет спутник, просчитывали возможные траектории, и только одна из них проходила через СССР, тогда как сразу несколько траекторий проходили через Канаду.

«Его сбили?»

Название для операции по поиску обломков советского спутника — «Утренний свет» — был избран, как и положено в таких случаях, случайно. И «Космос-954» упал утром в 6:53 по североамериканскому восточному времени на севере Канады.

В книге Гудилина и Слабського говорится, что причиной потери контроля над спутником стал отказ системы автономного управления.

Были и экзотические версии падения. К примеру, газета «Правда» сообщала, что «Космос-954» могли сбить американским боевым лазером, писал академик и инженер Александр Железняков.

В публикации газеты говорилось, что технические трудности на спутнике начались после его пролета над районом полигона Вумера в Австралии. «Якобы там и был установлен американский боевой лазер, который» выстрелил «по» Космоса-954 «», — пересказывал статью «Правды» Железняков.

В американской прессе также обсуждались конспирологические версии. Как писал журнал New Scientist, выдвигались теории, согласно которым Советский Союз мог использовать спутник-перехватчик, чтобы подвести и разрушить «Космос-954», лишив своих оппонентов возможности исследовать свои разработки.

Операция «Утренний свет»

Январским утром 1978 советский спутник «Космос-954» сгорал в атмосфере, разбрасывая радиоактивное топливо и обломки на территории общей площадью в 100 000 километров, говорится в отчете об инциденте, который подготовили для министерства энергетики США в сентябре 1978 года.

Сохранились свидетельства очевидцев — жителей города Йеллоунайф, административного центра Северо-Западных территорий Канады. Несколько человек видели, как в небе пронесся объект, похожий на самолет с горящим огненным хвостом, а также десятки мелких объектов, которые летели рядом, горели и светились ярко-красным цветом. В объекте было более 45 килограммов урана. Ученые беспокоились, что территория будет загрязнена, в том числе и продуктами отработанного ядерного топлива — стронцием-90 и цезием-137.

К счастью, радиоактивные обломки упали на необитаемую территорию на севере. С другой стороны, власти теперь нужно было организовать сложную экспедицию по поиску обломков в холодной заснеженной пустыне.

На место падения сразу же был отправлен команду из двух десятков человек из базы канадских вооруженных сил в Эдмонтоне (провинция Альберта).

Свою помощь предложили США, Канада согласилась. В США до вылета подготовили пять военно-транспортных самолетов C-141 с оборудованием и людьми.

Часть военных и гражданских специалистов сначала прибыли в Еллоунайф. Жители тихого северного города были шокированы, увидев людей в желтых защитных костюмах, которые ходили и мерили радиацию, вспоминал майор канадских вооруженных сил Билл Эйкман.

Специалисты определили территорию, которую нужно было обследовать в поисках обломков — это почти 40 000 квадратных километров.

Поисковая операцияФото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CA / Территорию исследовали с дозиметрами

Местность сначала осматривали с самолетов, где стояли оборудования для радиационного мониторинга. Если в определенном квадрате замечали превышение фона, то его обследовали более подробно с вертолетов. Техника работала круглосуточно, менялись только команды поисковиков.

Первые обломки спутника обнаружили не военные, а туристы, которые разбили зимний лагерь на реке где-то посередине между Еллоунайф и Бейкер-Лейк.

Двое из них — Джон Мордхорт и Майк Мобли — ехали на собачьей упряжи и видели металлический предмет, похожий на оленьи рога. Один из туристов подошел и дотронулся до неизвестного предмета. Мужчины вернулись в лагерь.

Их товарищи уже знали о падении спутника, поскольку спросили по рации, почему в этом районе так часто летают самолеты. Они сразу же сообщили о находке работников метеорологической станции Еллоунайф.

Поисковая группа думала, как приблизиться к обломкам. Если это была активная зона, она могла излучать несколько сотен рентген в час (смертельная доза — около 600 рентген). В реальности оказалось, что излучение составляло от 10 до 100 рентген в час.

Туристов в это время отправили на медицинское обследование. Врачи быстро пришли к выводу, что они вполне здоровы. Пресса начала охоту за Мордхортом и Мобли. Они собрали пресс-конференцию, на которой рассказали о своих приключениях.

Поисковая операцияФото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CA

Журналисты даже хотели организовать полет на место зимовки, но его в конце концов так и не произошло. 31 января в лагерь были отправлены четыре парашютисты, которые остались там на некоторое время, чтобы охранять место и кормить собак, оставленных там после эвакуации туристов.

«Свинья» на морозе

Группа продолжила поиски. Они осложнялись коротким световым днем. Около двух часов шло только на полет к месту обнаружения, затем участники стояли на морозе в 40 градусов, под сильным ветром, пока обломок упаковывали. Еще 2:00 шло на полет обратно. Так проходил весь рабочий день.

Как-то в одной из команд, которая вылетела на поиски и приземлилась далеко от основного лагеря, не завелся вертолет, и им пришлось заночевать в палатках. Ученые получили незабываемый опыт — особенно те, кто прилетел из жаркого Лас-Вегаса, где была расположена Группа по ликвидации последствий ядерных инцидентов (NEST).

В течение следующих дней было обнаружено несколько обломков с относительно слабым излучения около 20 рентген в час.

Также поисковая группа нашла объект с сильной радиацией около 2000 рентген в час. Двух часов рядом с таким объектом может быть достаточно для развития лучевой болезни, а в некоторых случаях это может быть и смертельной дозой.

Поисковая операцияФото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CA

Чтобы перевезти этот обломок, специалисты сделали свинцовый контейнер весом 500 килограммов, который получил прозвище «свинья». Обломок зажали щипцами и забросили в «свинью». За процессом наблюдали министр обороны Канады Барни Джонсон и три десятка журналистов.

10 февраля на льду Большого Невольничьего озера была зарегистрирована большое количество источников несильной радиации. После приземления группа обнаружила много маленьких объектов — от микроскопических до размера кукурузного зерна. Анализ в лаборатории показал, что это частицы из активной зоны реактора.

Ученые поняли, что произошло с активной зоной реактора — она, вероятно, сгорела в атмосфере, но не полностью, и не сгоревшие части разнесло ветром по территории в 80000 квадратных километров. Площадь заражения была рассчитана уже ближе к концу февраля.

Перед руководством поисковой операции стояло новое задание — как очистить такую ​​огромную территорию от микроскопических радиоактивных частиц? При этом расстояние между ними могла составлять несколько сотен метров.

монетаФото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CA

Территорию разделили на сектора и начали обследовать с вертолетов, способных летать низко и улавливать небольшие всплески радиации с помощью специального оборудования. Люди разбились на группы и прочесывали районы, в которых вертолеты фиксировали превышение фона. Обнаруженные частицы вместе со снегом просто собирали в пластиковые мешки. Работа продолжалась в течение нескольких недель.

Отдельной проблемой стало общение с коренными народами Северной Америки.

В начале операции несколько сотен инуитов собрали в школьной спортивном зале в поселке Бейкер-Лейк, чтобы объяснить, почему десятки военных и техника нарушают их привычный образ жизни. В родном языке инуитов — инуктиткути — нет слов «спутник» и «радиация», поэтому тем, кто выступал перед ними, нужно было проявить креативность.

Инуиты расспрашивали военных, радиация может сделать с оленями, рыбой и людьми. В конце концов они приняли все объяснения и через три дня в этой же спортивном зале исполнили для поисковой группы традиционный танец с барабанами.

Советская «помощь» Канаде

До конца марта американские специалисты начали постепенно улетать домой. На пике поисков в них принимали участие около 120 ученых из США.

Операция «Утренний свет» официально продолжалась 84 дня. Всего было обнаружено 66 килограммов обломков. Все они были в той или иной степени радиоактивными, кроме одного осколка весом почти 18 килограммов.

В течение апреля продолжалась работа в лабораториях и кабинетах. Канадские власти решили, что цели операции достигнуты: опасность для населения и животного мира минимизирована.

Чиновники в США и Канаде очень боялись паники среди населения. Но жители Еллоунайф и других местных населенных пунктов отреагировали на события вполне спокойно.

Единственным неудобством для них стал наплыв военных, ученых и журналистов. В то же время владельцы гостиниц и кафе неплохо заработали. Главный редактор местной газеты Yellowknifer шутил, что россияне за несколько дней дали местной экономике больше, чем правительство Канады дает в год.

карикатураФото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CA

Для правительства же экономический эффект оказался отрицательным. Операция стоила немало: Канада выставила СССР счет на 6,1 миллиона долларов. В апреля 1981 года СССР согласился выплатить половину этой суммы.

«Под суд отдавать никого не будем»

Несмотря на отсутствие человеческих жертв, падение спутника привело к серьезному скандалу.

Стоит отметить, что космические аппараты с ядерными источниками питания падали и раньше — в том числе и американские. К примеру, в результате известной аварии на Аполлоне-13 в океан упал РИТЭГ с 3,9 кг плутония-238. Изотоп будет активным еще в течение нескольких тысяч лет, но радиация, судя по всему, не проникает в окружающую среду благодаря прочному корпусу РИТЭГ.

Но падение «Космоса-954» стало первым падением работающего ядерного реактора на территории суверенного государства, а не в океане. Больше — союзника США, с которыми СССР находился в состоянии холодной войны.

В ООН несколько стран требовали, чтобы космические страны делали больше для обеспечения безопасности при подобных запусках. СССР настаивал, что авария не была серьезным инцидентом.

«Под суд отдавать и снимать с работы никого не будем», — сказал после аварии руководитель советской ядерной промышленности Ефим Славский.

В то же время СССР на время приостановил запуск спутников с ядерными реакторами. Систему безопасности доработали. К основной системе, которая в случае нештатной ситуации выводила спутник на орбиту захоронения, добавили еще одну, которая выбрасывала из корпуса реактора топливные элементы. Таким образом обеспечивалось сгорания опасных веществ и обломков в атмосфере.

В 1981 году запуски возобновились. В 1982 году запуск «Космоса-1402» закончился так же, как и «Космоса-954» — он вышел из-под контроля и упал в начале 1983 года. На этот раз — в океан.

В конце концов ученые выяснили, что падение «Космоса-1402» привело к выпадению радиоактивного стронция-89 вместе с дождем в штате Аризона. В 1984 году были взяты пробы воздуха на высоте 27-36 км, которые показали, что около 45 кг урана-235 с «Космоса-1402» были распылены в атмосфере.

Запуски космических аппаратов с ядерными реакторами продолжались до 1988 года. Как писали Гудилин и слабый, причинами прекращения программы стали сравнительно низкие технические характеристики таких установок и требования международного сообщества прекратить использование ядерных объектов в космосе.

Автор: Сергей Козловский; BBC

Читайте также: