在2024年,一位美国政府官员警告称,俄罗斯可能正在开发一种新卫星,旨在将核武器送入太空。这一声明是在2022年俄罗斯发射一颗可疑卫星进入低地轨道后发布的,距该国全面入侵乌克兰仅几周。低地轨道中的核爆炸(约100至1200英里高)将释放数万亿个高能电子,摧毁许多卫星,扰乱电信网络、GPS、太空互联网等。虽然1967年的《外层空间条约》禁止在太空中部署核武器,但目前尚无方法验证卫星中是否含有核武器。事实上,未在非机密同行评审文献中提出任何验证方法。
麻省理工学院教授Areg Danagoulian提出了一种方法,以确定环绕地球的卫星是否含有核武器。在最近发表于《自然》杂志的论文中,Danagoulian描述了一个基于卫星的传感器系统的构想,该系统可以靠近可疑卫星,检测由高能质子与放射性材料碰撞产生的中子。他计算出,如果传感器系统在可疑卫星周围4000米内轨道运行约一周,便能以99%的准确率检测到核武器。如果使用多个卫星传感器或传感器卫星能够接近可疑卫星1000米以内,检测时间甚至可以缩短到数小时。
Danagoulian表示:“如果我们最终有一些《外层空间条约》的验证机制,这将迫使各国遵守条约或披露其所做的事情,因为他们知道如果试图违反,我们将会发现。”
1962年,美国在太空中引爆了一枚1.4兆吨的热核弹,意外摧毁了许多早期卫星,爆炸释放了大量高能电子,许多电子被困在地球的磁场中,对路径上的任何电子设备造成损害。Danagoulian解释说:“当在外太空发生核爆炸时,基本上炸弹的整个质量都被电离,几乎每个电子都变得自由。”
Danagoulian开发的方法基于一种称为散裂的反应,这种反应由放射性环境中的高能质子引起。他解释说:“当一个高能质子撞击高原子序数的元素(如铀和钚)时,每个质子可能会击出约40个中子。”他相信,放置在检查卫星内部的系统能够在恶劣的低地轨道环境中生存,同时足够快速地处理轰击它的质子、电子和中子。
Danagoulian的计算结果表明,如果探测卫星能在可疑卫星附近1000米内飞行,它可以在大约一个小时内准确检测核武器。这将仅需一次飞越。Danagoulian称这篇论文为概念的可行性研究,目的是向科学界展示在太空中科学证明核武器存在是可能的。希望该研究能刺激进一步的研究与开发。
博主点评: Danagoulian的研究为太空核武器监测提供了新的视角,尤其在国际安全日益重要的背景下,能够实现对卫星的有效监测将对维护《外层空间条约》具有重要意义。此技术的实际应用将极大提升对核武器潜在威胁的透明度,或许能为国际关系带来新的信任基础。