Παρότι η Συνθήκη για το Διάστημα του 1967 απαγορεύει ρητά την τοποθέτηση πυρηνικών όπλων σε τροχιά γύρω από τη Γη, μέχρι σήμερα δεν υπάρχει κανένας πρακτικός τρόπος επαλήθευσης ότι οι δορυφόροι που εκτοξεύονται δεν μεταφέρουν τέτοια όπλα.
Μάλιστα, όπως επισημαίνει ο καθηγητής του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (MIT) Άρεγκ Νταναγκουλιάν, στην επιστημονική βιβλιογραφία δεν είχε προταθεί έως τώρα καμία ολοκληρωμένη μέθοδος επιβεβαίωσης της συμμόρφωσης με τη συνθήκη.
Το ενδιαφέρον για το συγκεκριμένο ζήτημα ενισχύθηκε σημαντικά το 2024, όταν Αμερικανός κυβερνητικός αξιωματούχος προειδοποίησε ότι η Ρωσία ενδέχεται να αναπτύσσει έναν νέο τύπο δορυφόρου σχεδιασμένο να μεταφέρει πυρηνικά όπλα στο Διάστημα.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Η προειδοποίηση ήρθε ως συνέχεια της εκτόξευσης του «ύποπτου» ρωσικού δορυφόρου Cosmos 2553 το 2022, λίγες μόλις εβδομάδες πριν από τη γενικευμένη εισβολή της Ρωσίας στην Ουκρανία.
Επισήμως, η Μόσχα υποστηρίζει ότι ο δορυφόρος χρησιμοποιείται για αποστολές επιτήρησης και δοκιμές αισθητήρων. Ωστόσο, σύμφωνα με τις αμερικανικές αρχές, είναι πιθανό να μεταφέρει εξαρτήματα πυρηνικής συσκευής που δοκιμάζονται με στόχο τη μελλοντική ανάπτυξη πυρηνικού αντιδορυφορικού όπλου.
Οι συνέπειες μιας πυρηνικής έκρηξης σε χαμηλή γήινη τροχιά, δηλαδή σε ύψος περίπου 160 έως 2.000 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της Γης, θα ήταν εξαιρετικά σοβαρές. Η έκρηξη θα απελευθέρωνε τρισεκατομμύρια ηλεκτρόνια πολύ υψηλής ενέργειας, τα οποία θα μπορούσαν να καταστρέψουν μεγάλο αριθμό δορυφόρων που βρίσκονται σε τροχιά.
Ένα τέτοιο γεγονός θα προκαλούσε εκτεταμένες διακοπές στις τηλεπικοινωνίες, στα συστήματα εντοπισμού GPS, στις υπηρεσίες δορυφορικού διαδικτύου, αλλά και σε πολλές ακόμη κρίσιμες υποδομές από τις οποίες εξαρτώνται καθημερινά κράτη, επιχειρήσεις και πολίτες.
Σύμφωνα με τις αμερικανικές εκτιμήσεις, μια έκρηξη στο ύψος όπου κινείται ο ρωσικός δορυφόρος Cosmos 2553 θα μπορούσε να θέσει εκτός λειτουργίας μεγάλο μέρος των αμερικανικών αναγνωριστικών δορυφόρων, διεθνείς τηλεπικοινωνιακές πλατφόρμες, καθώς και το δορυφορικό δίκτυο Starlink.
Η νέα προσέγγιση
Σε επιστημονική μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature, ο Νταναγκουλιάν παρουσιάζει μια νέα προσέγγιση που βασίζεται σε έναν μικρό δορυφόρο επιθεώρησης, ο οποίος θα μπορεί να προσεγγίζει έναν ύποπτο δορυφόρο και να αναζητά ενδείξεις ύπαρξης πυρηνικού υλικού.
Η βασική αρχή της μεθόδου αξιοποιεί μια γνωστή πυρηνική διεργασία (spallation) κατά την οποία πρωτόνια υψηλής ενέργειας συγκρούονται με βαριά στοιχεία, όπως το ουράνιο και το πλουτώνιο, προκαλώντας την εκπομπή μεγάλου αριθμού νετρονίων.
Όπως εξηγεί ο ίδιος, κάθε πρωτόνιο που συγκρούεται με υλικά μεγάλου ατομικού αριθμού μπορεί να εκτινάξει έως και 40 νετρόνια. Δεδομένου ότι στο διαστημικό περιβάλλον εκατομμύρια πρωτόνια προσπίπτουν κάθε δευτερόλεπτο σε κάθε τετραγωνικό εκατοστό επιφάνειας, η παρουσία ραδιενεργού υλικού δημιουργεί μια χαρακτηριστική «υπογραφή» νετρονίων, η οποία θεωρητικά μπορεί να ανιχνευθεί από κατάλληλους αισθητήρες.
Η πρόταση προβλέπει τη χρήση δύο πάνελ αποτελούμενων από ανιχνευτές νετρονίων οι οποίοι εκπέμπουν φως όταν αλληλοεπιδρούν με ακτινοβολία. Ανάμεσα στα δύο πάνελ τοποθετούνται ειδικοί ανιχνευτές από συνθετικό κρυσταλλικό διαμάντι, επιτρέποντας στο σύστημα να ξεχωρίζει τα νετρόνια που προέρχονται από πιθανό πυρηνικό υλικό από τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν φυσιολογικά στο διαστημικό περιβάλλον.
Παράλληλα, η διάταξη των δύο πάνελ δίνει τη δυνατότητα υπολογισμού της κατεύθυνσης από την οποία προέρχονται τα νετρόνια, ώστε να διακρίνονται εκείνα που εκπέμπονται από τον ύποπτο δορυφόρο από τη φυσική κοσμική ακτινοβολία.
«Οι περισσότεροι ανιχνευτές νετρονίων είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι και στα πρωτόνια, επομένως χρειάζονται έξυπνες τεχνικές ώστε να απορρίπτονται τα πρωτόνια χωρίς να χάνονται τα νετρόνια. Παράλληλα, πρέπει να μπορούμε να ξεχωρίζουμε τα φυσικά νετρόνια από εκείνα που παράγονται μέσω της παραπάνω διαδικασίας στον δορυφόρο», εξηγεί ο ερευνητής.
Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του, ένας αισθητήρας μεγέθους περίπου όσο μια μεγάλη εγκυκλοπαίδεια θα μπορούσε να ανιχνεύσει την παρουσία πυρηνικού όπλου με ακρίβεια που φτάνει το 99%, εφόσον παραμείνει σε απόσταση έως 4 χιλιομέτρων από τον ύποπτο δορυφόρο για περίπου μία εβδομάδα.
Αν χρησιμοποιηθούν περισσότεροι δορυφόροι επιθεώρησης ή εάν ο αισθητήρας καταφέρει να πλησιάσει σε απόσταση περίπου ενός χιλιομέτρου, ο απαιτούμενος χρόνος ανίχνευσης θα μπορούσε να μειωθεί σε περίπου μία ώρα, καθιστώντας εφικτή την ολοκλήρωση του ελέγχου ακόμη και κατά τη διάρκεια μιας μόνο διέλευσης.
Ο Νταναγκουλιάν θεωρεί ότι ο εξοπλισμός μπορεί να κατασκευαστεί έτσι ώστε να αντέχει στο εξαιρετικά αφιλόξενο περιβάλλον της χαμηλής γήινης τροχιάς, ενώ παράλληλα να είναι αρκετά γρήγορος ώστε να επεξεργάζεται τον τεράστιο όγκο πρωτονίων, ηλεκτρονίων και νετρονίων που βομβαρδίζουν συνεχώς τους αισθητήρες.
Η ανησυχία δεν είναι καινούργια
Οι ανησυχίες για τις επιπτώσεις μιας πυρηνικής έκρηξης στο Διάστημα δεν είναι καινούριες. Το 1962 οι Ηνωμένες Πολιτείες πραγματοποίησαν δοκιμή μιας θερμοπυρηνικής κεφαλής 1,4 μεγατόνων στο Διάστημα, καταστρέφοντας ακούσια αρκετούς από τους πρώτους δορυφόρους της εποχής.
Η έκρηξη απελευθέρωσε τεράστιες ποσότητες ηλεκτρονίων, τα οποία παγιδεύτηκαν στο μαγνητικό πεδίο της Γης, σχηματίζοντας ζώνες έντονης ακτινοβολίας που προκάλεσαν σημαντικές βλάβες σε κάθε δορυφόρο που περνούσε από αυτές.
Όπως εξηγεί ο καθηγητής, κατά τη διάρκεια μιας πυρηνικής έκρηξης στο Διάστημα σχεδόν κάθε ηλεκτρόνιο που περιέχεται στη μάζα του όπλου απελευθερώνεται, εισέρχεται στις εσωτερικές ζώνες ακτινοβολίας Van Allen και στη συνέχεια βομβαρδίζει οποιοδήποτε διαστημικό σκάφος διέρχεται από την περιοχή, προκαλώντας ιονισμό, ζημιές από ακτινοβολία και σοβαρές δυσλειτουργίες στα ηλεκτρονικά συστήματα.
Η Συνθήκη για το Διάστημα, η οποία υπογράφηκε το 1967 από 118 χώρες, μεταξύ των οποίων οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ρωσία και η Κίνα, χαρακτηρίζει το Διάστημα ως «κτήμα ολόκληρης της ανθρωπότητας» και απαγορεύει, μεταξύ άλλων, την εγκατάσταση πυρηνικών όπλων σε τροχιά.
Ωστόσο, η απουσία αξιόπιστων μηχανισμών επιθεώρησης σημαίνει ότι μέχρι σήμερα η εφαρμογή της βασίζεται κυρίως στην εμπιστοσύνη μεταξύ των κρατών.
Ο Νταναγκουλιάν επισημαίνει επίσης ότι το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας γύρω από την ανίχνευση πυρηνικών όπλων παραμένει απόρρητο, γεγονός που καθιστά αδύνατη την εκτίμηση της προόδου που σημειώνεται στα εθνικά εργαστήρια.
Στόχος της δικής του εργασίας είναι να αποδείξει δημόσια ότι υπάρχει επιστημονική βάση για την ανίχνευση πυρηνικών όπλων στο Διάστημα και ότι αξίζει να διερευνηθεί περαιτέρω.
Ο ίδιος χαρακτηρίζει τη μελέτη ως μια πρώτη απόδειξη σκοπιμότητας και διευκρινίζει ότι απέχει ακόμη από την κατασκευή ενός πλήρως λειτουργικού συστήματος.
Όπως αναφέρει, υπάρχουν αρκετές πρακτικές προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν πριν η τεχνολογία περάσει από τη θεωρία στην πράξη.
Παράλληλα, συνεργάζεται με ερευνητές του Center for Nuclear Security and Policy του MIT προκειμένου να εξεταστούν και οι πολιτικές και διπλωματικές διαστάσεις μιας τέτοιας τεχνολογίας.
Ο Νταναγκουλιάν εκτιμά ότι εάν στο μέλλον αναπτυχθεί ένας αξιόπιστος μηχανισμός επαλήθευσης της Συνθήκης για το Διάστημα, θα αυξηθούν σημαντικά οι πιέσεις προς τις χώρες να συμμορφώνονται με τις διεθνείς δεσμεύσεις τους ή να δηλώνουν με διαφάνεια τις δραστηριότητές τους.
«Αν γνωρίζουν ότι κάθε προσπάθεια παραβίασης της Συνθήκης μπορεί να εντοπιστεί, θα είναι πολύ πιο δύσκολο να την επιχειρήσουν», σημειώνει.
Καταλήγοντας, υπογραμμίζει ότι σε ένα πεδίο όπου η καχυποψία μεταξύ των κρατών είναι συχνά έντονη, η επιστημονική απόδειξη μπορεί να αποτελέσει τη βάση για μεγαλύτερη εμπιστοσύνη.
«Μπορείς να παραποιήσεις τις πληροφορίες, αλλά δεν μπορείς να παραποιήσεις τη φυσική», τονίζει χαρακτηριστικά.
