В СССР ядерные реакторы ставили на космические спутники. Один из них упал в Канаде
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.
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.
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.
Фото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CA / Территорию исследовали с дозиметрамиМестность 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.
Фото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CAЖурналисты 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.
Фото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CAЧтобы 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.
Фото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CAТерриторию 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.
Фото: R. DEAN, P. WHITNEY LACKE / OPERATIONALHISTORIES.CAДля 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
Tweet
