苏联将核反应堆安置在卫星上,结果卫星坠落,引起了一场事故

如题所述

第1个回答  2022-08-14

“带有核反应堆的苏联卫星即将坠落地球表面该怎么办?”这是1978年初全世界面临的一个问题!

引子

核能是通过核反应从原子核释放的能量,是人类 历史 上的一项伟大发现。利用少量的核原料,即可释放出巨大的能量。本是人类最具希望的未来能源之一,但核能的利用同样具有巨大的风险。 历史 上核灾难的事故也是广为人知的。

利用核能飞入太空的想法出现在人类 探索 太空时代的初期。在科学家们看来,这似乎是长途太空飞行唯一的途径。虽然美国是第一个在航天器上装置核反应堆的国家,但美国认识到了其危险性,并未深入研究。很明显,苏联人要比美国人大胆得多,并在1978年引发了一场核事故,受到国际 社会 的谴责。


开端

上世纪60年代,美国为航天器建造了第一个核反应堆,也是美国发射到太空中的唯一核反应堆。1965年4月,美国人发射了一颗带有核反应堆(以铀235为原料)的卫星。该卫星工作了一个半月。由于运载卫星故障而停止了工作。该卫星现在依然留在轨道上,并将在未来4000年内都留在太空中。

苏联科学家也没有闲着,他们也想到了将核反应堆应用到卫星上这一点。他们开发了 BES-5 Buk等一系列核反应堆的原型,这些核反应堆是专门为US-A 系列卫星(在西方被称为 RORSAT)而设计制造的。US-A 系列卫星是太空情报系统的一部分,主要工作为跟踪美国航空母舰的动向。苏联一共发射了31颗这样的卫星。


苏联开始为航天器开发核装置的时间比美国要晚一些。第一个样品“罗马什卡”是在1964-1965年测试成功的,但这仅仅是样本,并没有发射到太空去。该反应堆由库尔恰托夫研究所开发的。

到了1960年代末期,苏联开发了一个新的反应堆,其中是以铀235作为燃料,就如美国的反应堆一样。1970年10月,这种装置首次安装在了“宇宙367”卫星上,被送入了太空。“宇宙367”卫星工作了110分钟,之后反应堆的堆芯开始熔化。该卫星被迫被扔进了一个废弃的轨道上。



随后苏联又进行了三次成功的发射。1973年4月,再次发生了事故。由于发送机故障,运载火箭发射失败,卫星无法进入轨道,反应堆坠入了太平洋。经过多次的成功发射后,US-A 雷达侦察系统于1975年投入使用。

之后,苏联的测试人员再次成功发射了四颗带有核反应堆的卫星,并于1977年9月18日发射了“宇宙954”号卫星,这也是整个US-A 系统中最著名的卫星。因为它差点引起一场事故。


脱离轨道

在“宇宙954”号卫星发射两个月后,美国雷达检测到它正在脱离轨道。1978年1月,美国情报部门意识到苏联可能已经失去了对“宇宙954”号卫星的控制,科学家们预测它将在1月23日至24日之间进入地球大气层。当时正值冷战期间,苏联对其卫星的具体情况保密。美国怀疑“宇宙954”号卫星使用了以核反应堆为主要能源的方式。

如果这是真的,那情况就很危险了。一颗带有核反应堆的卫星失去了控制,即将掉落在地球上。可以想象,这是一场严重的灾难。很不幸,这是真的!那么卫星上是否有一个系统,可以在紧急情况下将反应堆推入更高的轨道,以防止核装置坠落在地球上?


为了搞清楚具体的情况,美国直接向苏联寻求真实的信息。莫斯科很快证实,该卫星确实安置了一个铀235反应堆。但苏联官员排除了核爆炸的可能性,因为该设备中铀的临界质量没有超过。此外,莫斯科保证,反应堆的设计会使其在进入大气层时分崩离析并烧毁。同时,苏联也不否认,由于卫星减压,放射性碎片可能会到达地球表面,所坠落的地区可能会发生轻微的放射性污染。

“带有核反应堆的苏联卫星进入地球大气层该怎么办?”这是1978年初全世界面临的一个问题,同时也无法确定其坠落的地点!


美国当局认为应该向全世界发出通报:一个核反应堆正在从轨道上下降,很快就会落在地球表面。如果这条信息向全世界发布,势必会引起全球的恐慌。美国决定通知其几个盟友。科学家们也在紧急计算卫星的轨迹,希望可以尽快确定其坠落的位置。通过计算,科学家们预估,有一条轨迹可能会落在苏联,而其它几条轨迹都在加拿大境内。


坠落和搜索

1978年1月的一个早晨,苏联卫星“宇宙954”号在大气层中燃烧,随后在加拿大北部坠毁,放射性燃料和碎片的散落范围预计在10万公里之内。加拿大西北地区耶洛奈夫市的居民成为了目击者。有人看到一个类似飞机的物体,带着燃烧的火焰划过天空,附近还有几十个小物体跟随其左右,它们泛着鲜红的光芒。该设施含有45公斤的铀,科学家们担心该地区会受到污染。

加拿大地广人稀,北部地区更是如此。幸运的是,放射性碎片落入了加拿大北部一个无人居住的地区。当局现在急需组织一次复杂的探险,在寒冷的白雪皑皑的地方寻找卫星残骸。


加拿大的工作人员立即被派往了卫星坠落的现场。美国希望可以提供帮助,加拿大当局同意了。美国派出了5架C-141军用运输机,并配备了相关设备和人员。

部分军事人员和技术人员首先抵达耶洛奈夫。这座安静的北部城市的居民看到穿着黄色防护服的人在四处走动,测量辐射值,他们感到震惊。专家确定,需要勘测并寻找碎片的区域是4万平方公里。


首先,需要从飞机上对该区域进行检查,飞机上安装了辐射检测设备。如果设备在某个方格内显示异常,则从直升机上再对其进行更加详细的检查。

卫星的第一块碎片并不是由军方发现的,而是由在此设立冬令营的游客发现的。两人带着一条狗在外散步,看到了一个看起来像鹿角的金属物体,其中一名游客走上前去,捡了起来,之后回到了营地。他们很快知道了卫星坠落的事情,因为他们通过无线电询问为什么飞机频繁地在这个地区来回飞行。之后冬令营的游客们将他们的发现报告给了就近的气象站员工。


搜索队考虑着如何接近残骸。如果残骸处在活跃期的话,它每小时可以发射数百伦琴的辐射量(致死剂量约为600伦琴)。实际上,事实证明,辐射的范围是每小时10-100伦琴。

1月31日,4名伞兵被派往了营地,他们在营地逗留了一段时间,主要是为了看守现场,还有为那条不能离开的狗喂食。


其他的搜索队继续工作,加拿大北部的冬天,白天时间很短。飞到残骸坠落处大概用了2个小时,队员们在零下40度的寒冷中,冒着寒风,处理这些残骸。其中一支远离主营地的搜索队,不知什么原因,直升机无法启动,他们不得不在帐篷里过夜。这段经历让科学家们如此的难忘,因为实在是太冷了。


2月10日,加拿大第二大湖——大奴湖冰面上搜索到大量的温和辐射源。搜索队发现了很多从微观到玉米粒大小的物体。通过实验室的分析表明,这些是来自反应堆堆芯的颗粒。科学家们大概了解了核反应堆堆芯到底发生了什么:它在大气中烧毁了,但并没有完全烧尽,未燃烧的部分被风吹走,面积超过8万平方公里,具体感染面积大概在2月底才能确定。

搜索行动有了新的任务,如何清理如此广阔的微观放射性粒子领域?他们之间的距离可能达到数百米。该领域被划分为多个区域,开始使用携带能够捕获小幅辐射的特殊设备的直升机进行低空飞行。专家们被分成小组,梳理直升机记录到的数据,检测到的颗粒与雪一起被收集在塑料袋中。这项工作持续了几个星期。


还有一个问题也非常重要:与北美土著进行沟通。搜索行动开始时,数百名因纽特人聚集在一起,询问为什么大量军队和设备干扰了他们正常的生活。纽特人的语言中没有“卫星”或“辐射”这样的词组,因此与他们沟通需要发挥创造力和想象力。因纽特人询问军方,辐射会对人和动物造成什么影响?最后,他们接受了所有的解释,并为搜索队表演了他们的传统舞蹈。

这次搜索行动代号“晨光”,大约有120名美国科学家参与其中。直到3月底,他们才陆续回家。“晨光”行动持续了84天,总共发现了66公斤的碎片,除了一个重达18公斤的较大碎片外,所有碎片都具有一定程度的放射性。

当地报纸的主编曾开玩笑的说,苏联人在几天内给当地经济的贡献比加拿大政府一年给的都多!

但对政府而言,经济效应是负面的,因为行动的成本很高。事情处理差不多了,就该跟苏联算算帐了。具体花费多少,我们不得而知。加拿大当局向苏联索取610万美元的费用。1981年4月,苏联同意支付这笔款项的一半。


争吵

尽管没有人员伤亡,但该事件导致了严重的丑闻。值得一提的是,核动力航天器美国也曾经坠落过。例如,众多周知的阿波罗13号事故,一个装有3.9公斤钚238的航天器坠入了海洋。同位素将活跃数千年,但由于外壳坚固,辐射不会泄露到环境中。

但苏联的“宇宙954”号卫星的情况可大大不同。这是一个正在运行的核反应堆,并且坠落在了另一个主权国家的领土上,当时的情况美国和苏联正处在冷战之中。所以关于此次事件的口水战也是非常激烈。苏联在联合国大会上坚称这起事故并不严重。一些国家要求太空国家采取更多措施来确保此类活动的安全。


后续及禁止

该事件之后,苏联暂时停止了发射带有核反应堆的卫星,安全系统也进行了改进。在紧急情况下,可以人工操作将卫星送入其它废弃的轨道,并且增加了从反应堆容器中弹出燃料元件的系统,这确保了大气中有害物质和碎片的燃烧。

1981年,苏联恢复了代核反应堆的卫星发射。1982年,“宇宙1402”号卫星发射成功,但它的命运与“宇宙954”号卫星一样,在1983年初,失控坠毁,这次是掉到了海里。


通过检测,科学家们发现,“宇宙1402”号卫星的坠毁导致了亚利桑那州的降雨。1984年,在30公里左右的盖度采集的空气样本表明,来自“宇宙1402”号卫星的大约45公斤铀235已经喷入了大气层。

1988年,国际 社会 要求停止在太空中使用任何核物料,因为这类装置的技术安全性太低了。联合国明令禁止此类活动。从此之后,再没有国家将核物料发射到太空中。