Управляемый Спутник Активный ( русский : Управляемый Спутник Активный для Управляемого Активного Спутника), или US-A , также известный на западе как Радиолокационный Спутник океанской разведки или РОРСАТ ( индекс ГРАУ 17F16K), представлял собой серию из 33 советских спутников-разведчиков . Запущенные в период с 1967 по 1988 год для наблюдения за торговыми судами НАТО и торговыми судами с помощью радара , спутники питались от ядерных реакторов .
Поскольку обратный сигнал от обычной цели, освещенной радиолокационным передатчиком, уменьшается пропорционально четвертой степени расстояния, для эффективной работы обзорного радара спутники US-A пришлось разместить на низкой околоземной орбите . Если бы они использовали большие солнечные панели для получения энергии, орбита быстро затухла бы из-за сопротивления в верхних слоях атмосферы. Кроме того, спутник был бы бесполезен в тени Земли. Следовательно, большинство спутников имели ядерные реакторы типа БЭС-5 , работающие на уране-235 . Обычно активные зоны ядерных реакторов выбрасывались на высокую орбиту (так называемую «орбиту утилизации») в конце миссии, но было несколько инцидентов с отказами, некоторые из которых привели к повторному попаданию радиоактивных материалов в атмосферу Земли .
В рамках программы US-A было выведено на орбиту в общей сложности 33 ядерных реактора, 31 из них типа БЭС-5 , мощностью около двух киловатт мощности для радиолокационного блока. Кроме того, в 1987 году Советы запустили два более крупных ядерных реактора ТОПАЗ (шесть киловатт) на спутниках «Космос» ( Космос 1818 и Космос 1867 ), каждый из которых был способен работать в течение шести месяцев. [1] Спутники, содержащие ТОПАЗ на более высокой орбите, были основным источником орбитального загрязнения для спутников, которые обнаруживали гамма-лучи в астрономических целях и целях безопасности, поскольку радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РТГ) не генерируют значительного гамма-излучения по сравнению с неэкранированными спутниками деления. реакторы, а все космические корабли, содержащие БЭС-5, находились на слишком низкой орбите, чтобы вызвать позитронное загрязнение магнитосферы. [2]
Последний спутник US-A был запущен 14 марта 1988 года.
Инциденты
Неудачный запуск, 25 апреля 1973 года. Запуск не удался, и реактор упал в Тихий океан к северу от Японии. Радиация была обнаружена американскими самолетами для отбора проб воздуха.
Космос 367 (04564/1970-079А), 3 октября 1970 г., вышел из строя через 110 часов после запуска, перешел на более высокую орбиту. [3] : 10
Космос 954 . Спутник не смог выйти на безопасную для ядерного оружия орбиту хранения, как планировалось. Ядерные материалы вновь вошли в атмосферу Земли 24 января 1978 года и оставили след радиоактивного загрязнения на площади около 124 000 квадратных километров Северо -Западных территорий Канады .
Космос 1402 . В конце 1982 года не удалось вывести на орбиту хранения. Активная зона реактора была отделена от остальной части космического корабля и стала последней частью спутника, вернувшейся на Землю и приземлившейся в южной части Атлантического океана 7 февраля 1983 года.
«Космос 1900». Основной системе не удалось вывести активную зону реактора на орбиту хранения, но резервной удалось вывести ее на орбиту на 80 км (50 миль) ниже запланированной высоты. [4] [3] : 56, 58
Другие проблемы
Хотя большинство ядерных ядер было успешно выброшено на более высокие орбиты, их орбиты все равно в конечном итоге распадутся.
При 16 выбросах активной зоны реактора из систем теплоносителя первого контура реакторов БЭС-5 вытекло около 128 кг NaK -78 ( легкий сплав эвтектики с содержанием натрия и калия 22% и 78% соответственно) . Более мелкие капли уже распались/попали обратно, но более крупные (диаметром до 5,5 см) все еще находятся на орбите. Поскольку металлический теплоноситель подвергся воздействию нейтронного излучения, в нем содержится некоторое количество радиоактивного аргона -39, период полураспада которого составляет 269 лет. Риска загрязнения поверхности нет, поскольку при входе в атмосферу капли полностью сгорают в верхних слоях атмосферы, а аргон, химически инертный газ, рассеивается. Основной риск — столкновение с действующими спутниками. [5]
Дополнительный механизм заключается в столкновении космического мусора с неповрежденными контурами теплоносителя. Некоторые из этих старых спутников пробиты орбитальным космическим мусором (по оценкам, 8 процентов за любой 50-летний период) и выбрасывают оставшийся хладагент NaK в космос. Охлаждающая жидкость самоформируется в замороженные капли твердого натрия-калия размером примерно до нескольких сантиметров [6] , и эти твердые объекты затем сами становятся значительным источником космического мусора. [7]
Список спутников США-А
С Байконура было запущено 38 спутников Рорсат, все с заявленной массой 3800 кг. [8]
Смотрите также
SNAP-10A — экспериментальный ядерный реактор, запущенный на орбиту США.
Видеманн, К.; Освальд, М.; Стаброт, С.; Клинкрад, Х.; Вёрсманн, П. (2005). «Моделирование капель РОРСАТ НаК для модернизации МАСТЕР-2005». Акта Астронавтика . 57 (2–8): 478–489. Бибкод : 2005AcAau..57..478W. doi :10.1016/j.actaastro.2005.03.014.
^ Регина Хаген (8 ноября 1998 г.). «Краткая информация о ядерно-энергетических системах космического базирования» . Проверено 19 марта 2023 г.
^ позитронное загрязнение от ТОПАЗа
^ аб Дэвид. С. Ф. Портри; Джозеф П. Лофтус младший (январь 1999 г.). Орбитальный мусор: хронология (PDF) (отчет). НАСА . Проверено 19 марта 2023 г.
^ «Спутниковый реактор-шпион теперь на безопасной орбите, отчет его трекеров» . Нью-Йорк Таймс. 5 октября 1988 года . Проверено 19 марта 2023 г.
^ Видеманн, К.; Освальд, М.; Стаброт, С.; Клинкрад, Х.; Вёрсманн, П. (2005). «Распределение размеров капель NaK, выделившихся при выбросе активной зоны реактора RORSAT». Достижения в космических исследованиях . 35 (7): 1290–1295. Бибкод : 2005AdSpR..35.1290W. дои : 10.1016/j.asr.2005.05.056.
^ К. Видеманн и др., «Распределение капель NaK по размерам для MASTER-2009», Материалы 5-й Европейской конференции по космическому мусору , 30 марта – 2 апреля 2009 г. (ESA SP-672, июль 2009 г.).
^ А. Росси и др., «Влияние капель RORSAT NaK на долгосрочную эволюцию популяции космического мусора», Пизанский университет, 1997.
^ "США-А". astronautix.com . Проверено 31 октября 2023 г.
Внешние ссылки
Статья в энциклопедии Astronautica о программе RORSAT США.
Программа США-А и ее радионаблюдения
Леонард Дэвид (29 марта 2004 г.). «Разрушение в небесах: смертоносное наследие дырявого реактора спутника советской эпохи». Space.com . Архивировано из оригинала 5 апреля 2004 года.
Леонард Дэвид (15 января 2009 г.). «Старый советский спутник с ядерной установкой работает». Space.com .