Если не хотите читать – вот моё видео в котором я по факту пересказал свою статью: https://youtu.be/qezITGGTdAE

В этом тексте пойдёт речь о двух авариях космических аппаратов СССР – Космос 954 и Космос 1402, после которых последовало радиоактивное заражение окружающей среды. Но сперва немного о самых спутниках:

Оба аппарата были из серии советских спутников “УС-А” – “Управляемый Спутник Активный” системы “Легенда”, которые входили в состав морской космической разведки и целеуказания. На западе они были известны как “RORSAT” – “Radar Ocean Reconnaissance SATellite”. В реальных боевых условиях “УС-А” использовались лишь в 1982 году, во время англо-аргентинского конфликта за Фолклендские острова. Система передавала точную тактическую обстановку, что позволило предсказать время высадки английского десанта. В отличии от спутников серии “УС-П”, “УС-А” имели активную радарную установку о чём говорит “А” в названи. Отличие пассивной от активной радарной установки в том, что пассивная принимает сигнал исходящий от тела, например в виде инфракрасного излучения. При этом нельзя вычислить многие параметры объекта. А активная радиолокация посылает сигнал и принимает уже отражённый, что позволяет определить координаты, расстояние, а также опознать объект благодаря установленному ответчику. Подробно вдаваться в детали не будем.

Некоторые технические характеристики спутников данной линейки:

• Масса спутника – 3800 кг
• Масса ЯЭУ – 1250 кг
• Длинна – 10 м
• Ширина – 1.3 м
• Период запусков – 1970-1988 года

Поскольку радарная система спутников “УС-А” требовала максимально близкого расположения к цели, орбита должна была быть достаточно низкой – 280 км. В этом случае использовать солнечные батареи нецелесообразно. Во первых при высоком энергопотреблении данного типа радарной системы размер солнечных батарей должен быть не маленьким. Во вторых из-за такого размера на высоте в 280 км спутник будет испытывать, большое трение об разреженную термосферу, и терять высоту.

Это стало причиной для использования ядерной энергетической установки. На борту у спутников “УС-А” был установлен БЭС-5. Из всех 33 запущенных спутников из этой программы на 31 был установлен “Бук”. В более поздних моделях использовали ТЭУ-5 или как его ещё называют “Топаз-1”. Но давайте остановимся и поговорим немного о конструкции, самих реакторов.

БЭС-5 или “Бук” – ядерная энергетическая установка специально разработанная для спутников “УС-А”. Эта установка разрабатывалась с 1960 года на НПО “Красная звезда”. В установку входил реактор на быстрых нейтронах БР-5А.

В качестве топлива служил диоксид урана-235 обогащённого на 90% массой от 30 до 50 кг, а в качестве теплоносителя – жидкий сплав натрия с калием. Отражатель нейтронов – бериллий и немного гидрида лития. Тепловая мощность реактора 100 кВт, выходная электрическая мощность 3-5 кВт. Получение электрического тока осуществлялось при помощи полупроводникового термоэлектрического генератора, разработанного в Сухумском физико-техническом институте. Вес данной установки составлял около тонны. Вот небольшой чертёж который мне удалось найти:

ТЭУ-5 или “Топаз-1” вторая ядерная энергетическая установка применяемая для “УС-А”. Производились данные реакторы на всё том же НПО “Красная звезда” с 1987 года. Топливо, теплоноситель и отражатель такие же как у “БЭС-5”. Масса урана на борту около 11.5 кг. Мощность реактора “Топаз-1” несколько выше чем у “Бука”. Тепловая мощность 150 кВт, электрическая 5-7 кВт. Время работы также больше почти год. Никаких чертежей ТЭУ-5 я не нашёл. Только фото макета из музея:

Защита от радиации ставилась только с одной стороны, чтобы не повредить приборы космического аппарата. Несмотря на то, что это всё же ядерный реактор, изготовитель давал максимум 120 дней работы. После окончания работы часть спутника с ядерной установкой отделялась и отправлялась на орбиту захоронения (1000 км и выше) а не радиоактивная часть спутника сводилась с орбиты и отправлялась, на кладбище космических аппаратов в Тихом Океане. Хуже всего оказалось, что и положенных ему по гарантии 120 дней реактор часто не выдерживал. Едва ли не в каждом пятом полёте реактор сбоил и не работал как должен. Один раз даже произошло расплавление активной зоны реактора, а именно на аппарате Космос-367. И тут мы плавно переходим к инцидентам связанными с аппаратами этой серии.

Первая авария случилась со спутником Космос 954. Он был запущен 18 сентября 1977 года с космодрома Байконур. Космос-954 проработал около месяца, затем 28 октября наземные службы управления неожиданно потеряли над ним контроль. Командование воздушно-космической обороны северной Америки (NORAD) заметили, что КА сбился с орбиты и представляет потенциальную угрозу в виде падения на Землю. Причина этого инцидента так и осталась неизвестной. Вероятнее всего, произошёл сбой в работе корректирующего двигателя. Попытки вывести его на более высокую орбиту для захоронения не увенчались успехом. 6 января следующего года произошла разгерметизация приборного отсека, аппарат полностью вышел из строя и перестал отвечать на команды из центра управления. Под действием законов аэродинамики, из-за сопротивления молекул термосферы спутник начал вращаться с ускорением и снижаться. Разведка уже знала, что спутник имеет ЯЭУ, поэтому Совет по национальной безопасности США отдали приказ министерству энергетики приготовится к падению спутника. январе о неконтролируемом советском спутнике стало известно мировой общественности. По расчётам падение должно было случится 23-24 января. Это событие прозвали “русской-рулеткой”. Американские власти запросили информацию о спутнике у советской стороны, которая 14 января подтвердила, что спутник действительно оборудован ядерным реактором и что контроль над ним потерян. Ранним утром 24 января объект исчез с радаров, что означало только одно – он начал снижение и вошёл в плотные слои земной атмосферы. Станция слежения за космическими объектами, находящаяся на Гавайях, при помощи своих телескопов проследила за тем, как спутник начал падать и сгорать в атмосфере. Практически сразу начали поступать сообщения об огромном огненном шаре над северными регионами Канады. Прошу не забывать что на борту у спутника 50 кг высокообогащённого урана! Обломки от аппарата Космос-954 упали на Землю в районе Большого Невольничьего озера. Президент США Д. Картер позвонил премьер-министру Канады и предложил помощь. В тот же день американские специалисты прибыли в Канаду.

Штаб операции по поиску базировался на канадской военной базе в пригороде Эдмонтона, провинция Альберта. Сама операция получила кодовое название «Утренний свет». Первой фазой операции стало зондирование территории с воздуха с использованием самолётов и вертолётов. После того, как 800-километровая территория падения была определена, началась вторая фаза — поиск остатков спутника. Американцы получили информацию о том, что представляют из себя остатки активной зоны ядерного реактора. Всего было найдено 100 фрагментов общей массой 65 кг, различные стержни, диски, трубки и остальные детали фонили от нескольких мили- до 200 Р/ч (Ренген в час. Для сравнения природный фон 12 микро Рентген в час – 12 мкР/ч). Затраты на операцию составили 14 миллионов долларов. А СССР пришлось почти на три года отказаться от запусков подобных спутников и серьёзно усовершенствовать систему радиационной безопасности спутника. В частности, конструкция реакторов была изменена и после окончания работы твэли принудительно выбрасывались газовым исполнительным механизмом.

В итоге радиоактивному загрязнению подверглось не менее 124 тыс. км² территории Канады. Из-за малой заселённости территории (плотность населения территорий примерно составляет 1 чел. на 28 км²) и большого разброса радиоактивных осколков вероятность радиоактивного поражения людей была мала. Быстрому поглощению радиации также способствовало большое количество рек и озёр.

Следующий инцидент связан с спутником Космос-1402. КА был запущен 30 августа 1982 года с космодрома Байконур. 28 Декабря после истечения срока работы не удалось вывести спутник на орбиту захоронения. К счастью конструкция разделилась на три части. 30 декабря часть с антенной сгорела в атмосфере, 23 января вторая часть со всей аппаратурой упала в Индийский океан. Третья часть с самим реактором на этот раз была спроектирована так, что бы полностью сгореть в атмосфере в случае нештатного схождения с орбиты, что и произошло через две недели 7 февраля 1983 года. Часть аппарата с ядерным реактором и ядерным топливом вошла в атмосферу и полностью сгорела в районе атлантического океана над островом Вознесения, рассеяв тем самым, как показали замеры, около 44 кг высоко обогащённого урана в атмосфере. Если бы не не переделка конструкции ЯЭУ реактор мог теоретически взорваться при вхождении в атмосферу, и тогда повторился бы инцидент 77-го года. В течении последующих лет радионуклиды выпали на землю и в океан вместе с осадками. После этого инцидента полёты “УС-А” прекратились на пол года.

Все остальные спутники системы “Легенда” с ядерными энергетическими установками были выведены на орбиту захоронения, где они по разным оценкам пробудут ещё 250 лет после чего неизбежно начнут падать на Землю. Что делать с ними дальше? Непонятно. И это ещё одна причина задуматься о вопросе космического мусора.