«Вела» — название группы спутников , разработанных Соединенными Штатами как элемент отеля «Вела» в рамках проекта «Вела» для обнаружения ядерных взрывов и контроля за соблюдением Советским Союзом Договора о частичном запрещении ядерных испытаний 1963 года .
Vela началась как небольшая бюджетная исследовательская программа в 1959 году. Она завершилась 26 лет спустя как успешная и экономически эффективная военно-космическая система, которая также предоставляла научные данные о естественных источниках космического излучения. В 1970-х годах миссию по обнаружению ядерного оружия взяли на себя спутники Программы поддержки обороны (DSP). В конце 1980-х годов к нему добавились спутники системы глобального позиционирования (GPS) Navstar. Программа теперь называется Интегрированной оперативной системой обнаружения NuDet (ядерной детонации) ( IONDS ).
Было построено двенадцать спутников: шесть по проекту Vela Hotel и шесть по проекту Advanced Vela. Серия Vela Hotel должна была обнаруживать ядерные испытания в космосе, а серия Advanced Vela должна была обнаруживать не только ядерные взрывы в космосе, но и в атмосфере.
Все космические корабли были произведены TRW и запущены парами либо на ракетах-носителях Atlas - Agena , либо на Titan III -C. Они были размещены на орбитах высотой 118 000 км (73 000 миль) [1], чтобы избежать [2] излучения частиц, попавших в радиационные пояса Ван Аллена . Их апогей находился примерно на трети расстояния до Луны . Первая пара отелей Vela была спущена на воду 17 октября 1963 года, [3] через неделю после вступления в силу Договора о частичном запрещении ядерных испытаний , а последняя — в 1965 году. Их расчетный срок службы составлял шесть месяцев, но фактически они были закрыты только после того, как пять лет. Усовершенствованные пары Vela были выпущены в продажу в 1967, 1969 и 1970 годах. Номинальный расчетный срок их службы составлял 18 месяцев, позже был изменен на семь лет. Однако последним спутником, который был остановлен в 1984 году, был «Корабль 9», который был запущен в 1969 году и просуществовал почти 15 лет.
Серия Vela началась с запуска Vela 1/2 17 октября 1963 года, этот полет также ознаменовал первый полет корабля Atlas-Agena SLV-3. Вторая пара спутников была запущена 17 июля 1964 года, а третья - 20 июля 1965 года. Последний запуск произошел с небольшой ошибкой, когда один нониусный двигатель Атласа отключился при старте, а другой работал с уровнями тяги, превышающими нормальные. Это привело к тому, что наклон спутников оказался несколько меньшим, чем обычно, однако миссия была выполнена успешно. Проблема была связана с неисправностью тарельчатого клапана LOX.
Последующие спутники Vela были переведены на ракету-носитель Titan IIIC из-за их увеличенного веса и сложности. Еще три комплекта были запущены 28 апреля 1967 года, 23 мая 1969 года и 8 апреля 1970 года. Последняя пара спутников Vela работала до 1985 года, когда их окончательно закрыли. ВВС заявили, что они являются самыми продолжительно работающими спутниками в мире. спутники. Они оставались на орбите до распада в конце 1992 года.
Первоначальные спутники Vela были оснащены 12 внешними детекторами рентгеновского излучения и 18 внутренними детекторами нейтронов и гамма-излучения . Они были оснащены солнечными батареями мощностью 90 Вт.
Спутники Advanced Vela были дополнительно оснащены двумя кремниевыми фотодиодами без изображения, называемыми бхангметрами , которые контролировали уровень освещенности с интервалом в доли миллисекунды. Они могли определить место ядерного взрыва с точностью до 3000 миль. Атмосферные ядерные взрывы создают уникальную сигнатуру, часто называемую «двугорбой кривой»: короткая и интенсивная вспышка длительностью около 1 миллисекунды, за которой следует второе, гораздо более продолжительное и менее интенсивное излучение света, продолжающееся от доли секунды до нескольких секунд. построить. Эффект возникает из-за того, что поверхность раннего огненного шара быстро захватывает расширяющаяся атмосферная ударная волна, состоящая из ионизированного газа. Хотя он сам излучает значительное количество света, он непрозрачен и не позволяет просветить гораздо более яркий огненный шар. По мере расширения ударная волна остывает, становясь более прозрачной, позволяя снова стать видимым гораздо более горячему и яркому огненному шару.
Неизвестно ни одного природного явления, вызывающего такую сигнатуру, хотя существовало предположение, что Веласы могут фиксировать исключительно редкие двойные природные события, такие как удар метеороида по космическому кораблю, вызывающий яркую вспышку, или срабатывание суперудара молнии в атмосфере Земли. как это могло произойти в случае с Велой . [5] [6] [7]
Они также были оснащены датчиками, которые могли обнаружить электромагнитный импульс от атмосферного взрыва.
Для этих инструментов требовалась дополнительная мощность, и эти более крупные спутники потребляли 120 Вт, вырабатываемые солнечными батареями. По счастливой случайности спутники Vela стали первыми устройствами, когда-либо обнаружившими космические гамма-всплески .
2 июля 1967 года в 14:19 по всемирному координированному времени спутники Vela 4 и Vela 3 зарегистрировали вспышку гамма-излучения, не похожую ни на одну из известных сигнатур ядерного оружия. [8] Не зная, что произошло, но не считая этот вопрос особенно срочным, команда Лос-Аламосской научной лаборатории под руководством Рэя Клебесадела отправила данные на расследование. По мере того как были запущены дополнительные спутники Vela с более совершенными инструментами, команда из Лос-Аламоса продолжала обнаруживать в своих данных необъяснимые всплески гамма-излучения. Анализируя разное время прибытия всплесков, обнаруженных разными спутниками, команда смогла определить приблизительные оценки положения шестнадцати всплесков на небе [9] и окончательно исключить их земное или солнечное происхождение. Вопреки распространенному мнению, данные никогда не были засекречены. [10] После тщательного анализа результаты были опубликованы в 1973 году в виде статьи в журнале Astrophysical Journal под названием «Наблюдения гамма-всплесков космического происхождения». [9] Это привлекло внимание астрономического сообщества к существованию гамма-всплесков , которые теперь признаны самыми жестокими событиями во Вселенной.
Сцинтилляционный детектор рентгеновского излучения (XC) на борту Vela 5A и его близнеца Vela 5B состоял из двух кристаллов NaI (Tl) толщиной 1 мм, установленных на фотоумножительных трубках и закрытых бериллиевым окном толщиной 0,13 мм. Электронные пороги обеспечивали два энергетических канала: 3–12 кэВ и 6–12 кэВ. [11] В дополнение к объявлению о рентгеновской Нове, указанному выше, детектор XC на борту Vela 5A и 5B также обнаружил и объявил о первом когда-либо зарегистрированном рентгеновском всплеске. [12] Объявление об этом открытии на 2 года предшествовало первоначальному объявлению об открытии гамма-всплесков. Перед каждым кристаллом находился пластинчатый коллиматор, обеспечивающий полную ширину апертуры на половине высоты (FWHM) ~6,1 × 6,1 градуса. Эффективная площадь детектора составляла ~26 см 2 . Детекторы сканировали большой круг каждые 60 секунд и покрывали все небо каждые 56 часов. [13] Чувствительность к небесным источникам была сильно ограничена высоким собственным фоном детектора, эквивалентным примерно 80% сигнала от Крабовидной туманности , одного из самых ярких источников на небе на этих длинах волн. [13] Спутниковый детектор рентгеновского излучения Vela 5B оставался работоспособным более десяти лет.
Как и предыдущие спутники Vela 5, спутники обнаружения ядерных испытаний Vela 6 были частью программы, реализуемой совместно Проектами перспективных исследований Министерства обороны США и Комиссией по атомной энергии США, управляемой ВВС США. Двойные космические корабли Vela 6A и 6B были запущены 8 апреля 1970 года. Данные спутников Vela 6 использовались для поиска корреляций между гамма-всплесками и рентгеновскими событиями. Было найдено как минимум два хороших кандидата: GB720514 и GB740723. Детекторы рентгеновского излучения вышли из строя на Vela 6B 27 января 1972 года и на Vela 6A 12 марта 1972 года.
Вокруг программы Vela до сих пор продолжаются споры. 22 сентября 1979 года спутник Vela 5B (также известный как Vela 10 и IRON 6911 [14] ) зарегистрировал характерную двойную вспышку атмосферного ядерного взрыва вблизи островов Принца Эдуарда . Это событие, до сих пор не получившее удовлетворительного объяснения, стало известно как инцидент с Велой . Президент Джимми Картер первоначально считал это событие свидетельством совместного ядерного испытания Израиля и Южной Африки , хотя в рассекреченном отчете научной группы, которую он впоследствии назначил, стремясь к переизбранию, был сделан вывод, что это, вероятно, не было событием ядерного взрыва. [ нужна цитата ] В 2018 году новое исследование подтвердило, что весьма вероятно, что это было ядерное испытание, проведенное Израилем. [15] [16] Альтернативное объяснение предполагает магнитосферное событие, повлиявшее на инструменты.
Более ранний инцидент произошел, когда сильная солнечная буря 4 августа 1972 года перевела систему в режим событий, как если бы произошел взрыв, но проблема была быстро решена персоналом, отслеживающим данные в режиме реального времени. [17]
