Powered By Blogger

poniedziałek, 5 października 2020

Atom w Kosmosie

 


Praca ta nie byłaby pełna, gdybyśmy nie ujęli w niej także zagadnienia katastrof nuklearnych poza naszą planetą. Posiłkowaliśmy się tutaj opracowaniem rosyjskiego autora Aleksandra Żelezniakowa pt. „Tajemnice rakietowych katastrof”[1], który opisując katastrofy ziemskich pojazdów z napędem rakietowym poruszył temat katastrof tychże, zawierających na pokładzie urządzenia jądrowe. Pisze on tak:

Oczywiście najniebezpieczniejszym co może zdarzyć się w czasie zdobywania Kosmosu to są incydenty z kosmicznymi aparatami wyposażonymi w energetyczne urządzenia jądrowe. Jeżeli zwyczajne awarie mają taki czy inny, ale lokalny charakter, a niebezpieczeństwo dotyczy niewielkiego kręgu ludzi związanego z strzałami rakietowymi, to katastrofy ze źródłami promieniowania stanowią niebezpieczeństwo dla wielu tysięcy, jeżeli nie milionów ludzi.

Pojawienie się na pokładach satelitów energetycznych urządzeń jądrowych było poprzedzone burzliwym rozwojem techniki rakietowej w latach 1950-1960, kiedy to do realizacji zadań w Kosmosie potrzeba było coraz więcej energii i urządzeń ją wytwarzających o coraz to większej mocy. Ani źródła chemiczne, ani baterie słoneczne nie były w stanie dostarczyć dostatecznej ilości energii elektrycznej do realizacji tych zadań, a przede wszystkim tych wojskowego przeznaczenia. Tak więc stało się niezbędnym wprowadzenie w Kosmos reaktorów jądrowych, które zwiększały moc źródeł prądu 10-100 razy.

Pierwsi do prac w tym kierunku przystąpili Amerykanie w ramach sporządzania sieci kosmicznego systemu nawigacji Transit. Teraz jest wiadomo już, że pierwszym aparatem kosmicznym z atomowym zasilaniem, który uległ awarii na orbicie, był amerykański sztuczny satelita Ziemi.

Wydarzenie to miało miejsce 21.IV.1964 roku, w czasie startu Transit-5B. Rakieta nośna Thor-Ablestar została wystrzelona z kosmodromu Vandenberg AFB w Kalifornii i uległa awarii na odcinku wznoszenia, zaś oderwany od niej satelita wszedł w atmosferę Ziemi i spalił się nad Oceanem Indyjskim. W czasie tego została uszkodzona jądrowa wytwornica prądu SNAP-9A, zainstalowana na pokładzie satelity. Znajdujące się w niej 950 g plutonu-238 rozsiało się w atmosferze ziemskiej powodując podwyższenie się poziomu naturalnego tła radioaktywnego naszej planety 15 razy! Wedle ocen specjalistów, następstwa katastrofy Transita-5B na środowisko przewyższają wszystkie skutki testów jądrowych przeprowadzonych w USA, ZSRR, UK, Francji i Ch.R.L. od 1945 do 1964 roku.

Przerażający skutek tylko jednej awarii – nieprawdaż?

Następnym incydentem z kosmicznym aparatem z reaktorem jądrowym na pokładzie stał się nieudany start amerykańskiego satelity meteorologicznego Nimbus-B. Rakieta nośna Thorad[2] wyleciała z kosmodromu Vandenberg AFB i po kilku sekundach uległa awarii i spadła do Pacyfiku. Na dno poszedł także i Nimbus-B z reaktorem jądrowym SNAP-19B2. Na szczęście konstrukcja aparatu okazała się być całkiem mocną, wytrzymała wszystkie perypetie startu i katastrofy i nie rozleciała się. Potem wyłowiła go US Navy. Nie doszło do skażenia Wszechoceanu, i dlatego teraz o tej awarii mówi się bardzo rzadko.

W historii amerykańskiej kosmonautyki są jeszcze dwa incydenty z aparatami kosmicznymi z jądrowymi urządzeniami na pokładzie. Są to na szczęście tylko incydenty a nie awarie czy katastrofy.

Pierwszy z nich wydarzył się dnia 17.IV.1970 roku, w czasie powrotu na Ziemię statku kosmicznego Apollo-13. Do jego wyposażenia, które w czasie księżycowych ekspedycji pozostawało na powierzchni Srebrnego Globu, wchodził jądrowy generator prądu SNAP-27. Gdyby Apollo-13 wypełnił swój program i selenonauci przebywaliby na powierzchni Księżyca, to wszystko byłoby OK. Ale niestety lot okazał się jedną wielką porażką i statek wracał do Ziemi w pełnym komplecie, w tym niebezpieczne dla życia wyposażenie. Moduł księżycowy LM, w którym znajdował się SNAP-27 odczepiono w ostatniej chwili, przed wejściem modułu powrotnego w ziemską atmosferę. Wszedł w nią także moduł księżycowy. Jego delikatna konstrukcja z miejsca rozpadła się w gęstszych warstwach atmosfery, a mikroskopijne fragmenty urządzenia wpadły do Pacyfiku. Zniszczony został także generator, ale gorące urządzenie wytrzymało przeciążenia i poszło na dno w całości. Mówi się, że nie udało się znaleźć jakiegokolwiek skażenia radioaktywnego…

Drugi incydent zdarzył się w 1979 roku, kiedy to na wysokości 1300 km zaczął stopniowo rozpadać się satelita nawigacyjny Transit-5B wystrzelony w 1965 roku i po półtoramiesięcznym działaniu został przeniesiony na „orbitę śmierci”. Teraz w Kosmosie lata kilkadziesiąt fragmentów tego aparatu, a wśród nich szczątki generatora SNAP-10A załadowane uranem-235.

W Związku Radzieckim prace nad zbudowaniem satelitarnych atomowych urządzeń energetycznych wystartowały niemal jednocześnie z amerykańskimi. Ale prawdę powiedziawszy, pierwszy nasz reaktor znalazł się na orbicie w 10 lat po amerykańskim. Od początku lat 70-tych XX wieku takie loty stały się regularne. Wszystkie radzieckie aparaty kosmiczne z reaktorami jądrowymi na pokładzie służące do obserwacji sił morskich potencjalnego nieprzyjaciela na akwenach Wszechoceanu.

Oczywiście także z radzieckimi/rosyjskimi „satelitami nuklearnymi” działy się różne rzeczy. Przez długi czas sądzono, że początek naszych pechowych zdarzeń rozpoczął się w dniu 25.IV.1969 roku, kiedy przy starcie z Bajkonuru eksplodowała rakieta nośna Cyklon-2A, ale tym razem na szczęście na pokładzie znajdowała się tylko pełnogabarytowa makieta generatora izotopowego typu Buk, która spadła w Kazachstanie nie powodując żadnego skażenia w miejscu impaktu. I tak – jak rozumiecie – to się nie liczy.

Pierwszy radziecki satelita z działającym reaktorem jądrowym został wystrzelony w dniu 3.X.1970 roku. Został nim satelita obserwacji radiolokacyjnej Kosmos-367.   Satelita wyszedł na orbitę wokółziemską, ale zaraz po starcie padł system orientacji. Na taki przypadek w tego rodzaju satelitach przewidziano awaryjne odłączenie „aktywnej strefy” i umieszczenie jej na „orbicie śmierci”. Tak też właśnie zrobiono z Kosmosem-367: reaktor jądrowy szybko oddzielono i umieszczono na wysokości kilkuset kilometrów, gdzie będzie orbitował jeszcze jakieś 500 lat, póki nie będzie bezpieczny.[3]

Następne radzieckie starty, a specjaliści wyliczają ich trzy, zakończyły się powodzeniem, co pozwoliło stworzyć system zwiadowczy o ograniczonej eksploatacji i pozwoliło także na dalsze umieszczanie na orbicie aparatów tego typu. Przyjęciu systemu na uzbrojenie sprzyjała także naprężona sytuacja międzynarodowa na świecie, a szczególnie w rejonie Bliskiego Wschodu, mimo tego, że był on jeszcze niedopracowany. W celu uzupełnienia tego satelity wystrzeliwano parami – jeden z reaktorem na pokładzie, a drugi bez.

Kolejny incydent miał miejsce w czasie startu satelity Kosmos-785. Po wyjściu na orbitę, satelita zaczął poruszać się chaotycznie, co groziło jego upadkiem na Ziemię. A dalej miało miejsce to, co stało się z satelitą Kosmos-367 – przedział reaktora został oddzielony od satelity i skierowany na „orbitę śmierci”. Start drugiego satelity z tej pary przyszło odłożyć.

O ile w przypadkach satelitów Kosmos-367 i Kosmos-785 udało się uchronić je od upadku na Ziemię, to z Kosmosem-954 tego zrobić się już nie udało. Pisaliśmy już o tym w Rozdziale 43. Aparat rozpoznania i zwiadu radiolokacyjnego Kosmos-954 wystrzelono w dniu 18.IX.1977 roku i do końca października pracował wraz ze swym partnerem – satelitą Kosmos-952. Jednakże 28 października aparat wyszedł spod kontroli służb naziemnych. Dlaczego do tego doszło, nie wiadomo do dziś dnia. Istnieje wiele hipotez na ten temat, poczynając od trywialnej awarii systemu korekty lotu aż do skutków użycia przeciwko niemu amerykańskiej laserowej broni radiacyjnej - LBR. Ta ostatnia wersja była opublikowana także na stronach oficjalnego organu KPZR – dziennika „Prawda” – w którym napisano, że problemy z satelitą zaczęły się w czasie przelotu nad rejonem poligonu Woomera w Australii. Ponoć tam właśnie miał znajdować się bojowy laser, który „wystrzelił” do radzieckiego satelity.

Być może tak było. Póki co, nie ma żadnych konkretnych danych na temat tego incydentu, a wszystko, co się już napisało i pisze aktualnie pozostaje na poziomie hipotez. Ale jakby to ni było, satelita przestał pracować, a przesunąć go na „orbitę śmierci” się nie udało. Zaczęła się jego niekontrolowana deorbitacja.

Sytuacja zaostrzyła się w dniu 6.I.1978 roku, kiedy doszło do nieoczekiwanej dehermetyzacji tego aparatu kosmicznego. Wszystkie jeszcze działające systemy padły, a jego upadek wyraźnie przyspieszył. W dniu 24 stycznia Kosmos-954 wszedł w gęste warstwy atmosfery i rozpadł się nad północnymi terytoriami Kanady. Skażeniu promienistemu uległo ok. 100.000 km² jej terytorium, na szczęście niemal bezludnego. Tak więc te 37,1 kg zużytego paliwa jądrowego rozsypało się w atmosferze i powierzchnię Ziemi osiągnęło kilka gramów. Ironią losu jest to, że fragment satelity z częścią reaktora jądrowego zawierającego radioizotop 235U* spadł nieopodal kanadyjskiego miasteczka Uranium City…

Wybuchł ogromny skandal. Media w ciągu kilku dni o niczym innym nie mówiły tylko o awarii Kosmosa-954. A że szczątki nie spadły na naszym terytorium, władzom ZSRR przyszło ponieść koszty dekontaminacji – wszystkiego 3 mln USD i wstrzymać starty satelitów z reaktorami jądrowymi na pokładach.

NB, wypadek ten wzbudził zainteresowanie ufologów, którzy dopatrywali się w niej jakiejś interwencji Obcych, która miała związek z obecnością czegoś, co nazwano Czarnym Księciem. Na temat Czarnego Księcia – obcej sondy w układzie Ziemia-Księżyc pisał także Mistrz Lucjan Znicz-Sawicki w swej książce „Cywilizacje nieludzkie”[4], któremu poświęca on cały 14. rozdział tej pracy. Mistrz pisze w nim m.in. o tajemniczej katastrofie statku kosmicznego Apollo-13 w kwietniu 1970 roku, kiedy to niemal cały świat zamarł w oczekiwaniu na powrót astronautów. Następnie opisuje on równie niezwykłą katastrofę radzieckiego satelity Kosmos-954, który rozleciał się w atmosferze nad Kanadą zasypując radioaktywnymi szczątkami modułu energetycznego teren w okolicy Yellowknife, w styczniu 1978 roku.

Przypomnijmy, że Kosmos 954 – to był radziecki satelita typu RORSAT z reaktorem jądrowym na pokładzie. Paliwo jądrowe, podczas nieudanego wyrzucenia na wysoką orbitę, pozostało na pokładzie i spadło na Ziemię wraz z satelitą 24 stycznia 1978 roku. Satelita spadł w okolicach Wielkiego Jeziora Niewolniczego w północno-zachodniej Kanadzie rozrzucając materiał radioaktywny na powierzchni 124 tys. km². Poszukiwania satelity prowadziły z lądu i powietrza zespoły amerykańsko-kanadyjskie aż do października, gdy ochłodzenie i lody spowodowały zaprzestanie poszukiwań. Udało się odnaleźć 12 większych części wraku z szacunkową zawartością tylko 1% paliwa, których radioaktywność wynosiła 1,1 Sv/h. Poszukiwania i prace zabezpieczające zostały oszacowane na 15 milionów dolarów, a rachunek został wystawiony rządowi ZSRR na sumę 6.041.174,70 USD. Choć jedynie niecała połowa tej sumy została zapłacona (3 miliony), to i tak wywołało to wielkie zdziwienie ze względu na fakt, że ZSRR w ogóle przyznał się do utraty satelity.[5]

O wydarzeniach tych szybko zapomniano i w 1980 roku loty tych aparatów wznowiono. Przerwę tą wykorzystano na ulepszenie systemów pokładowych w celu podwyższenia stopnia bezpieczeństwa wyposażenia nuklearnego i systemów sterowania. Ale wszystkiego nie przewidzieli i nowe incydenty nie dały na siebie czekać. Wprawdzie nie miały one katastroficznego przebiegu, ale tym niemniej się zdarzyły.

Dnia 28.IV.1981 roku, na pokładzie kolejnego satelity radiolokacyjnego Kosmos-1266 wysiadło pokładowe oprzyrządowanie. Jak w przypadku Kosmosa-954 powstało zagrożenie niekontrolowanego upadku na Ziemię. W takim przypadku jedynym sensownym wyjściem było oddzielenie od satelity przedziału z reaktorem i umieszczenie go na „orbicie śmierci”, czego dokonano w dobrym porządku. Satelita przepracował na orbicie tylko 8 dni…

Analogiczne problemy pojawiły się na kolejnym satelicie – Kosmos 1299. Jedyną różnicą tej awarii od poprzedniej było to, że satelita pracował 13 dni…

Trzy następne starty okazały się udane i wojskowi już myśleli o stworzeniu całej sieci obserwacyjnych satelitów nad Wszechoceanem, kiedy zdarzyła się kolejna awaria.

Incydent ten wydarzył się dnia 28.XII.1982 roku, kiedy to przestał pracować pracujący od pół roku na orbicie satelita Kosmos-1402. Próby przeniesienia go na „orbitę śmierci” zakończyły się niepowodzeniem i zaczął on niekontrolowany upadek. Wprowadzone doń zmiany konstrukcyjne pozwoliły na bezpieczne oddzielenie „aktywnej strefy” od korpusu reaktora i przeprowadzić kontrolowaną deorbitację szczątków. Tym niemniej w dniu 7.II.1983 roku aparat wszedł w atmosferę i radioaktywne produkty rozpadu rozsiały się nad Południowym Atlantykiem. Nikt nie został poszkodowany, bowiem wydarzenie to miało miejsce nad bezludnymi obszarami globu, ale swoją dolę do podwyższenia radioaktywnego tła Ziemi Kosmos-1299 dodał.

Ta awaria znów zmusiła ZSRR do czasowego zawieszenia lotów aparatów kosmicznych z reaktorami atomowymi na pokładach. Tym razem na półtora roku. Loty wznowiono w dniu 29.VI.1984 roku i regularnie utrzymywano do 1988 roku, póki nowy incydent nie postawił krzyżyka na tym programie.

Ostatni raz też wszystko przebiegło mniej więcej podobnie, a zagrożenie powtórką zagłady Kosmosu-954 i Kosmosu-1402 także było. Wszystko zaczęło się dnia 16.IV.1988 roku, kiedy stracono łączność z satelitą Kosmos-1900, który wszedł na orbitę 4 miesiące wcześniej. Przez następne 5 miesięcy ten aparat kosmiczny stopniowo zniżał się w niekontrolowany sposób i wszelkie próby wydania polecenia wyrzucenia reaktora na „orbitę śmierci” czy rozdzielenia „aktywnej strefy” satelity od reaktora nie udawały się. Poprawki konstrukcyjne pozwoliły na to, że na 5 dni przed wejściem satelity w atmosferę, w dniu 30.IX.1988 roku zadziałał system automatycznego uwolnienia reaktora, włączającego się z powodu wyczerpania paliwa w systemie orientacji.

I na tym radzieckie próby z „atomowymi satelitami” się zakończyły. Nie wypuszcza takich satelitów także Rosja.

Ale Amerykanie kontynuują eksperymenty, ale ich atomowe generatory energetyczne są wykorzystywane w międzyplanetarnych stacjach badawczych.

Podsumowując: w ciągu ostatnich 40 lat w Kosmos poleciało 50 aparatów z urządzeniami jądrowymi na pokładach. Tak, tak – ani Związek Radziecki, ani Stany Zjednoczone nigdy nie dawały na ten temat wiarygodnych informacji i tu właśnie dane są rozbieżne. Wedle danych z różnych źródeł, w ZSRR wystrzelono 33 – 36 takich satelitów. Jeżeli idzie o USA, to rozrzut jest jeszcze większy i mówi się o 12 – 40 takich aparatach kosmicznych! Jakimikolwiek wiarygodnymi były te liczby, to w każdym razie na orbicie znajduje się kilkaset kilogramów wysoce radioaktywnych materiałów, które pałętają się na wysokości 800 – 1000 km. I to one w przyszłości mogą stać się źródłem wielkich kłopotów dla Ludzkości. Póki co, niczego złego się nie stało, ale stanowią one zagrożenie dla przyszłych lotów kosmicznych i powiem o tym parę słów.

Na początku lat 90., na okołoziemskiej orbicie na wysokościach 870 – 990 km odkryto zgęstki drobnych odłamków, jawnie sztucznego pochodzenia. Te orbity i bez tego są „zaśmiecone”, i zagęszczenie kosmicznego śmiecia okazuje się być o wiele większe, niż satelitów. Pracownik NASA – Donald Kessler zakłada, że źródłem tego zaśmiecenia stały się jak raz rosyjskie satelity zwiadowcze Zwiadu Radzieckiej/Rosyjskiej Marynarki Wojennej z jądrowymi ogniwami energetycznymi, „pochowanych” na tych orbitach. [6]    Cząstki te, wedle szacunków uczonego, powstały wskutek tego, jak nośnik ciepła (płynna mieszanina potasu i sodu – NaK – przenosząca ciepło z reaktora do generatora) wyciekł z uszkodzonego rurociągu i zakrzepł. Wedle niektórych danych, tak właśnie się stało w 15 reaktorach. Już przez 10 lat te cząstki będą spadały na Ziemię. Na nasze szczęście nie wyrządzą nam żadnej szkody i Ludzkość nawet nie zauważy ich powrotu.[7] Ale byłoby lepiej, gdyby czegoś takiego w ogóle nie było…

Na orbicie latają zbiory TWEL-ów – elementów wydzielających ciepło, które zostały automatycznie wyrzucone z korpusów generatorów. Długość tych urządzeń – 60 cm, średnica – 20 cm. One także krążą nad Ziemią i czekają na swój czas. Jeżeli nie stanie się coś nadzwyczajnego, to spadną na Ziemię w czasie 500 lat, kiedy uranu-235 praktycznie całkiem się rozpadnie.[8] Ale nie daj Boże, by zaszło coś nieprzewidzianego…   

(Fragment nieopublikowanej książki "Piekielne katastrofy nuklearne" autorstwa Stanisława Bednarza, Milosa Jesensky'ego i Roberta Leśniakiewicza)             



[1] A. Żelezniakow – „Tajny rakietnych katastrof”, Jauza EKSMO, Moskwa 2004, ss.157-163.

[2] Właściwie Thorad-Agena.

[3] Autor pominął incydent z dnia 25.IV.1973 roku – awaria podczas startu. Reaktor wpadł do Pacyfiku na północ od Japonii. Chociaż w większości przypadków udało się umieścić na wyższych orbitach materiał radioaktywny przed zakończeniem misji satelitów, to te orbity cały czas się obniżają. W efekcie po kilkudziesięciu lub kilkuset latach ten materiał wróci na Ziemię, powodując skażenie. RORSAT jest także głównym źródłem kosmicznych śmieci na wysokości około 950 km. Z powodu błędów konstrukcyjnych z satelitów wyciekła duża ilość chłodziwa sodowo-potasowego (NaK). Szacuje się, że na orbicie krąży około 110 tysięcy zamrożonych kulek chłodziwa wielkości 5-7 cm. Ponieważ zostało ono napromieniowane neutronami z reaktora, zawiera radioaktywny argon-39 z czasem połowicznego rozpadu 269 lat. (Wikipedia).

[4] L. Znicz-Sawicki - „Cywilizacje nieludzkie”, wyd. Amber, Warszawa 2002.

[5] Źródło – Wikipedia.

[6] Aktualnie wszelkie nieaktywne już aparaty kosmiczne deorbituje się w tzw. Pacyficznym Punkcie Nemo, położonym na współrzędnych: S 45°52,6 – W 123°23,6 zwanego także oceanicznym Biegunem Niedostępności położonym 2688 km od najbliższych lądów – wysp Pitcairn i Maher Island na Antarktydzie.

[7] W jednym z poprzednich przypisów podano rzeczywiste ilości tych kulek i ich skład chemiczny.

[8] Okres półrozpadu U-235 wynosi 713.000.000 lat. Po 500 latach będzie go niemal tyle samo, co na początku.