انفجار هسته ای در فضا؛ تهدیدی برای ماهواره ها

تصور کنید: یک درخشش ناگهانی بر فراز اقیانوس اطلس جنوبی رخ می‌دهد و در عرض چند هفته، شبکه‌های ارتباطی و هواشناسی جهان در مدار پایین زمین به سکوتی ناپایدار فرو می‌روند. شاید شبیه داستان‌های علمی تخیلی به نظر برسد. اما این‌طور نیست.

پژوهشگران دانشگاه ویسکانسین-مدیسن و دانشگاه پرینستون با استفاده از شبیه‌سازی‌های دقیق، یک سناریوی بدبینانه را بازسازی کردند: انفجار هسته‌ای ۱ مگاتنی در ارتفاع حدود ۵۰۰ کیلومتری بالای ناهنجاری اطلس جنوبی، منطقه‌ای از زمین که میدان مغناطیسی آن به شکلی غیرمعمول ضعیف است. همین ضعف اهمیت زیادی دارد. ذرات باردار و پرتوزایی که بر اثر انفجار تولید می‌شوند، در میدان مغناطیسی زمین به دام می‌افتند و یک کمربند تابشی مصنوعی می‌سازند؛ میدان مین نامرئی‌ای که ماهواره‌ها ناچارند بارها از آن عبور کنند.

چرا این موضوع امروز تا این اندازه مهم است؟ چون اکنون شمار تجهیزات الکترونیکی حساس در مدار پایین زمین بسیار بیشتر از سال ۱۹۶۲ است؛ زمانی که ایالات متحده سلاح ۱٫۴ مگاتنی «استارفیش پرایم» را در ارتفاع حدود ۴۰۰ کیلومتری آزمایش کرد. استارفیش پرایم همان زمان هم به چندین ماهواره آسیب زد و به سوق دادن آمریکا و اتحاد شوروی به سمت ممنوعیت نسبی آزمایش‌ها کمک کرد، اما منظومه‌های ماهواره‌ای مدرن، با ده‌ها هزار فضاپیمای فعال و پشتیبان، بسیار متراکم‌ترند و وابستگی بسیار بیشتری به ریزالکترونیک‌های ظریف دارند.

شبیه‌سازی‌های جدید حدود ۱۳٬۳۰۰ ماهواره فعال در مدار پایین زمین را دنبال کردند. زمان‌بندی نتایج تکان‌دهنده است: حدود ۲۵ درصد ظرف یک روز از کار می‌افتند؛ تا روز سوم نزدیک به ۷۸ درصد از خدمت خارج می‌شوند؛ پس از یک هفته ۹۸ درصد نابود می‌شوند؛ و تا روز پانزدهم حدود ۹۹٫۴ درصد دیگر کار نمی‌کنند. حتی طراحی فضاپیماها با سپرهای مقاوم در برابر تابش نیز فقط کمی از شیب این روند می‌کاهد؛ در همان سناریو، شبیه‌سازی‌ها همچنان از خرابی حدود ۹۹٫۳ درصدی در مدت ۳۰ روز خبر می‌دهند. اگر توان کلاهک به ۱۰۰ کیلوتن کاهش یابد، زمان‌بندی طولانی‌تر می‌شود، اما خسارت حذف نمی‌شود: حدود یک سال زمان لازم است تا تلفات مشابهی ایجاد شود.

تابش فقط بخشی از خطر است. وقتی ماهواره‌ها توان الکتریکی یا کنترل وضعیت خود را از دست می‌دهند، به تهدیدی برای برخورد تبدیل می‌شوند. تیم پژوهشی برآورد می‌کند که در دو سال نخست پس از این رویداد، حدود ۲۰ برخورد محتمل رخ دهد. این برخوردها هزاران قطعه جدید ایجاد می‌کند؛ مدل آن‌ها پیش‌بینی می‌کند تنها بر اثر برخوردهای ثانویه، یک دهه پس از انفجار حدود ۳٬۹۰۰ قطعه جدید زباله فضایی در مدار شکل بگیرد. هر قطعه تازه احتمال برخوردهای بعدی را افزایش می‌دهد؛ زنجیره‌ای ویرانگر که می‌تواند برخی نوارهای مداری را عملا غیرقابل استفاده کند.

بازسازی یک زیرساخت ماهواره‌ای ازهم‌پاشیده نه سریع خواهد بود و نه آسان. تولیدکنندگان ناچار می‌شوند ماهواره‌ها را به محیطی پر از ذرات پرانرژی و ترکش‌های مداری پرتاب کنند. قطعات یدکی و منظومه‌های جایگزین شاید از مرحله پرتاب جان سالم به در ببرند، اما بهره‌برداری ایمن و قابل اعتماد از آن‌ها در مدار پایین زمین که تازه آلوده به تابش و انباشته از زباله فضایی شده، چالشی مهندسی بسیار دشوارتر از ساخت خود ماهواره‌ها خواهد بود.

بنابراین جلوگیری از استقرار یا استفاده از سلاح‌های هسته‌ای در فضا فقط یک موضوع دیپلماتیک نیست؛ این کار برای حفظ سامانه‌های ارتباطی، ناوبری و پایش جهانی که جامعه مدرن به آن‌ها وابسته است، حیاتی است.

این مطالعه در حال حاضر به صورت پیش‌چاپ در آرکایو در دسترس است و همچنان فرایند داوری علمی را طی می‌کند. پیام آن صریح است: یک انفجار هسته‌ای در ارتفاع بالا می‌تواند خدمات ماهواره‌ای جهان را در مقیاسی تقریبا غیرقابل تصور مختل کند و زنجیره پیامدهای بعدی، از تابش گرفته تا برخوردها و زباله‌های مداری دیرپا، روند بازیابی را برای سال‌ها پیچیده سازد. سیاست‌گذاران و اپراتورهای فضایی بهتر است تسلیحاتی‌سازی فضا را نه یک بحث امنیتی انتزاعی، بلکه یک خطر فوری برای زیرساخت‌های حیاتی بدانند.