“Космос-954”: радянський ядерний супутник, що впав на Канаду

Зазвичай супутники після виконання завдання повертають назад в атмосферу, де вони згоряють на великих висотах. Але іноді супутник виходить з ладу і падає на Землю непередбачувано, створюючи небезпеку для людей і навколишнього середовища. А якщо на супутнику знаходиться активний ядерний реактор?

За часів “холодної війни” як Сполучені Штати Америки, так і Радянський Союз запустили в космос десятки супутників з ядерною енергетичною установкою. Першим був “Транзит-4А” (Transit-4A), запущений США у 1961 році. Це був один з численних супутників, запущених у 1959-88 роках для забезпечення супутникової навігації ВМС США. Це була перша супутникова навігаційна система, що передувала GPS. Система “Транзит” налічувала 41 орбітальний супутник, з яких декілька були обладнані ядерною енергетичною установкою. Багато з них, хоча вже не функціонують, все ще знаходяться на орбіті з неушкодженою активною зоною реактора.

З 1964 по 1978 рік США запустили ще сім ядерних супутників за програмою “Німбус” (Nimbus). Супутники “Німбус” допомагали метеорологам вивчати погоду на Землі, зміни клімату, озоновий шар, морський лід тощо. Технології та знання, отримані під час роботи над супутниками місії “Німбус”, застосовувалися у більшості супутників спостереження за Землею, запущених НАСА та NOAA протягом останніх десятиліть. З семи супутників “Німбус” два все ще знаходяться на орбіті.

Радянський Союз почав запускати ядерні супутники в космос у 1965 році. Протягом наступних 22 років запустили понад тридцять супутників, кожен з яких мав на борту невеликий ядерний реактор для живлення приладів. Ці супутники були переважно розвідувального типу, призначені для стеження за кораблями і підводними човнами ВМС США. Супутники використовували радар для виявлення пересувань по морю, а оскільки радіолокаційний сигнал швидко втрачає потужність з відстанню, супутники повинні були розміщуватися на низькій навколоземній орбіті, де існував певний опір повітря. Цей опір не дозволяв використовувати великі сонячні батареї, тому ядерна енергетика була привабливою і, ймовірно, єдиною альтернативою.

Більшість цих супутників несли ядерні реактори типу БЕС-5 «Бук», що працювали на урані-235. Через обмеження простору і ваги паливо було високо збагачене до збройового рівня, щоб реактори були швидкими, ефективними і невеликими, не кажучи вже про надзвичайну потужність. Типовий ядерний реактор БЕС-5 важив менше 400 кг і виробляв 100 кВт теплової потужності, з яких близько 3 кВт перетворювалося в корисну електричну енергію. Реактор був змонтований всередині окремого блоку, який після закінчення терміну експлуатації супутника вистрілювався у космос на більш високу орбіту. Таким чином, супутник, який відпрацював своє, міг би безпечно увійти в атмосферу без ризику радіоактивного забруднення. Але в космічних місіях не завжди все йде так, як заплановано.

“Космос-954”

“Космос-954” запустили 18 вересня 1977 року з космодрому Байконур. Він обертався навколо Землі на орбіті від 259 до 277 кілометрів з циклом 89,5 хвилин. На його борту знаходився рідинний натрієво-калієвий термоядерний перетворювач, що приводився в дію ядерним реактором, який містив близько 50 кілограмів урану-235. Через кілька тижнів після запуску орбіта супутника стала нестабільною. Радянські оператори намагалися контролювати несправний космічний апарат, але швидко зрозуміли, що “Космос-954” невдовзі впаде на Землю. Що ще гірше – вийшла з ладу система, яка була призначена для відстрілювання реактора на безпечну орбіту.

У рідкісному жесті відповідальності Радянський Союз завчасно попередив Сполучені Штати, а також усі країни, що знаходилися безпосередньо під траєкторією польоту зламаного супутника, про можливе радіоактивне забруднення. Під час низки секретних зустрічей з представниками США офіційні особи Радянського Союзу надали детальну інформацію про ядерний реактор “Космосу-954”. США, в свою чергу, попередили своїх партнерів по НАТО про те, що небезпечний космічний апарат може впасти, і запропонували допомогу в очищенні радіоактивного забруднення, якщо таке мало б місце.

Вранці 24 січня 1978 року “Космос-954” увійшов в атмосферу Землі і розпався над Канадою. Уламки супутника падали впродовж 600 кілометрів від Великого Невільничого озера до озера Бейкер, пойшовши над Північно-Західними територіями, Альбертою та Саскачеваном. Операція під кодовою назвою «Ранкове світло» (Morning light) з пошуку та ліквідації наслідків падіння коштувала Канаді майже 14 млн. канадських доларів, і ще США витратили близько 2,5 млн. доларів США. Пізніше Канада виставила Радянському Союзу рахунок на 6 мільйонів канадських доларів, з яких сплатили лише половину суми.

Вважалося, що початкова вага супутника становила від 4 до 5 тонн. З них знайшли лише близько 65 кілограмів матеріалу. За винятком одного великого фрагмента, всі вони були радіоактивними.

Після падіння “Космосу-954” відразу ж виникло занепокоєння, що досить велика частина активного реактора могла пережити входження в атмосферу і потрапити у воду, де її маса могла стати критичною. Це пов’язано з тим, що вода діє як сповільнювач, сповільнюючи нейтрони і запускаючи ланцюгову реакцію. Експерти підрахували, що за таких умов критичним міг стати шматок високозбагаченого урану вагою від 22 кг. Незважаючи на тривалі пошуки, таких частин не знайшли, тому зробили висновок, що реактор розпався майже повністю.

У статті, опублікованій в серпні 1984 року в журналі Health Physics, автори відзначили, що принаймні чверть реактора (близько 7-8 кг) випала у вигляді дрібних частинок діаметром менше 1 мм. Ці мікрочастинки невидимою хмарою повільно опустилися на Північно-Західні Території і на арктичні і субарктичні землі. Решта три чверті перетворилися в туман і залишалися зваженими в атмосфері роками, поки повільно не опуститися на земну поверхню. На той час радіоактивний розпад видалив би більшість короткоживучих радіонуклідів, які становлять незначний ризик для здоров’я. Що стосується частинок міліметрового розміру, то автори відзначили, що якщо людина випадково проковтне таку частинку, вона пройде через травний тракт і вийде з організму протягом 48 годин, спричинивши дозу опромінення не більшу, ніж від звичайного рентгенівського знімка.

До речі, “Космос-954” був не першим ядерним супутником, який зазнав невдачі. У 1973 році невдалий запуск аналогічного супутника призвів до падіння реактора в Тихий океан на північ від Японії. Ще один радянський супутник-шпигун, “Космос-1402”, вийшов з ладу і впав в Індійський океан у 1983 році. Система катапультування не змогла вивести реактор на вищу орбіту, в результаті чого реактор впав окремо через кілька днів на південну частину Атлантичного океану, повністю розпавшись при цьому.

Існує ймовірність того, що така подія може повторитися в майбутньому. Існує багато ядерних супутників, запущених за часів холодної війни, які все ще знаходяться на орбіті Землі. Хоча їхні орбіти є високими і наразі стабільними, зіткнення з космічним сміттям та метеоритами може направити їх у бік Землі.

Ядерна енергія все ще використовується в космічних дослідженнях, наприклад, в марсоходах і наукових приладах на інших планетах, але вже не для живлення супутників, що обертаються навколо Землі. Небезпека від можливої аварії значно переважає будь-які потенційні вигоди від такої системи.

Читайте також про те, як США скинули на Іспанію чотири ядерні бомби.