Vela — название группы спутников, разработанных в качестве элемента отеля Vela в рамках проекта Vela Соединенными Штатами для обнаружения ядерных взрывов и контроля за соблюдением Советским Союзом Договора о частичном запрещении ядерных испытаний 1963 года .
Vela начиналась как небольшая исследовательская программа в 1959 году. Она закончилась 26 лет спустя как успешная, экономически эффективная военная космическая система, которая также предоставляла научные данные о естественных источниках космической радиации. В 1970-х годах миссия по обнаружению ядерного оружия была передана спутникам Программы поддержки обороны (DSP). В конце 1980-х годов она была дополнена спутниками Глобальной системы позиционирования (GPS) Navstar. Теперь программа называется Интегрированной оперативной системой обнаружения ядерных взрывов NuDet ( IONDS ).
Было построено двенадцать спутников, шесть из которых были спроектированы как Vela Hotel, а шесть — как Advanced Vela. Серия Vela Hotel должна была обнаруживать ядерные испытания в космосе, а серия Advanced Vela — обнаруживать не только ядерные взрывы в космосе, но и в атмосфере.
Все космические аппараты были изготовлены TRW и запущены парами, либо на ускорителях Atlas – Agena или Titan III -C. Они были размещены на орбитах высотой 118 000 км (73 000 миль) [1], чтобы избежать [2] частиц радиации, захваченных в радиационных поясах Ван Аллена . Их апогей составлял примерно одну треть расстояния до Луны . Первая пара Vela Hotel была запущена 17 октября 1963 года [3] , через неделю после вступления в силу Договора о частичном запрещении испытаний , а последняя — в 1965 году. Они имели проектный срок службы шесть месяцев, но были фактически закрыты только через пять лет. Усовершенствованные пары Vela были запущены в 1967, 1969 и 1970 годах. Их номинальный проектный срок службы составлял 18 месяцев, позже измененный на семь лет. Однако последним спутником, который был остановлен в 1984 году, был «Автомобиль 9», запущенный в 1969 году и проработавший почти 15 лет.
Серия Vela началась с запуска Vela 1/2 17 октября 1963 года, полета, также ознаменовавшего первый полет корабля Atlas-Agena SLV-3. Вторая пара спутников была запущена 17 июля 1964 года, а третья — 20 июля 1965 года. Последний запуск немного не удался, когда один из двигателей Atlas Vernier отключился при старте, в то время как другой двигатель Vernier работал на уровнях тяги выше нормы. Это привело к немного меньшему, чем обычно, наклону спутников, однако миссия была выполнена успешно. Проблема была связана с неисправностью тарельчатого клапана Vernier LOX.
Последующие спутники Vela были переведены на ускоритель Titan IIIC из-за их возросшего веса и сложности. Еще три набора были запущены 28 апреля 1967 года, 23 мая 1969 года и 8 апреля 1970 года. Последняя пара спутников Vela проработала до 1985 года, когда они были окончательно закрыты; ВВС заявили, что они являются самыми долгоработающими спутниками в мире. Они оставались на орбите до конца 1992 года.
Первоначальные спутники Vela были оснащены 12 внешними рентгеновскими детекторами и 18 внутренними нейтронными и гамма- детекторами. Они были оснащены солнечными панелями, генерирующими 90 Вт.
Спутники Advanced Vela были дополнительно оснащены двумя невизуализирующими кремниевыми фотодиодными датчиками, называемыми бхангметрами , которые контролировали уровень освещенности в течение субмиллисекундных интервалов. Они могли определять местоположение ядерного взрыва с точностью до 3000 миль. Атмосферные ядерные взрывы создают уникальную сигнатуру, часто называемую «двугорбой кривой»: короткая и интенсивная вспышка, длящаяся около 1 миллисекунды, за которой следует второе, гораздо более продолжительное и менее интенсивное излучение света, на накопление которого уходит от доли секунды до нескольких секунд. Эффект возникает из-за того, что поверхность раннего огненного шара быстро настигает расширяющаяся атмосферная ударная волна, состоящая из ионизированного газа. Хотя он сам излучает значительное количество света, он непрозрачен и не дает более яркому огненному шару просвечивать сквозь себя. По мере расширения ударной волны она остывает, становясь более прозрачной, позволяя гораздо более горячему и яркому огненному шару снова стать видимым.
Неизвестно ни одного природного явления, которое могло бы произвести такую сигнатуру, хотя высказывались предположения, что Velas мог регистрировать исключительно редкие двойные природные события, такие как удар метеорита по космическому аппарату, вызывающий яркую вспышку, или срабатывание сверхмощной молнии в атмосфере Земли, как это могло произойти в инциденте с Vela . [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, вырабатываемых солнечными батареями. По счастливой случайности спутники Vela стали первыми устройствами, когда-либо обнаружившими космические гамма-всплески .
2 июля 1967 года в 14:19 UTC спутники Vela 4 и Vela 3 зафиксировали вспышку гамма-излучения, непохожую ни на одну известную сигнатуру ядерного оружия. [8] Не зная, что именно произошло, но не считая вопрос особенно срочным, команда Лос-Аламосской научной лаборатории под руководством Рэя Клебесаделя передала данные для расследования. По мере запуска дополнительных спутников Vela с более совершенными приборами команда Лос-Аламоса продолжала находить необъяснимые гамма-всплески в своих данных. Анализируя разное время прибытия всплесков, обнаруженных разными спутниками, команда смогла определить грубые оценки положения на небе шестнадцати всплесков [9] и окончательно исключить 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 Astrophysical Journal под названием «Наблюдения за гамма-всплесками космического происхождения». [9] Это привлекло внимание астрономического сообщества к существованию гамма-всплесков , которые теперь признаны самыми мощными событиями во Вселенной.
Сцинтилляционный рентгеновский детектор (XC) на борту Vela 5A и его близнеца Vela 5B состоял из двух кристаллов NaI(Tl) толщиной 1 мм, установленных на фотоумножительных трубках и покрытых бериллиевым окном толщиной 0,13 мм. Электронные пороги обеспечивали два энергетических канала, 3–12 кэВ и 6–12 кэВ. [11] В дополнение к указанному выше объявлению о рентгеновской Нове детектор XC на борту Vela 5A и 5B также обнаружил и объявил о первом когда-либо зарегистрированном рентгеновском всплеске. [12] Объявление об этом открытии предшествовало первоначальному объявлению об открытии гамма-всплесков на 2 года. Перед каждым кристаллом находился решетчатый коллиматор, обеспечивающий полную ширину на полувысоте (FWHM) апертуру ~6,1 × 6,1 градуса. Эффективная площадь детектора составляла ~26 см2 . Детекторы сканировали большой круг каждые 60 секунд и покрывали все небо каждые 56 часов. [13] Чувствительность к небесным источникам была серьезно ограничена высоким собственным фоном детектора, эквивалентным примерно 80% сигнала от Крабовидной туманности , одного из самых ярких источников на небе на этих длинах волн. [13] Детектор рентгеновского излучения спутника Vela 5B оставался функциональным более десяти лет.
Как и предыдущие спутники Vela 5, спутники обнаружения ядерных испытаний Vela 6 были частью программы, проводимой совместно Advanced Research Projects Министерства обороны США и Комиссии по атомной энергии США, управляемой ВВС США. Два космических аппарата, Vela 6A и 6B, были запущены 8 апреля 1970 года. Данные со спутников Vela 6 использовались для поиска корреляций между гамма-всплесками и рентгеновскими событиями. Было найдено по крайней мере 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 ведутся споры. 22 сентября 1979 года спутник Vela 5B (также известный как Vela 10 и IRON 6911 [14] ) зафиксировал характерную двойную вспышку ядерного взрыва в атмосфере вблизи островов Принс-Эдуард . Это событие, все еще не получившее удовлетворительного объяснения, стало известно как инцидент Vela . Президент Джимми Картер первоначально считал это событие свидетельством совместного израильско-южноафриканского ядерного испытания , хотя в ныне рассекреченном отчете научной группы, которую он впоследствии назначил, добиваясь переизбрания, сделан вывод о том, что это, вероятно, не было событием ядерного взрыва. [ необходима 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 приборы.
Более ранний инцидент произошел, когда интенсивная солнечная буря 4 августа 1972 года перевела систему в режим события, как будто произошел взрыв, но эта проблема была быстро решена персоналом, отслеживающим данные в режиме реального времени. [17]
