【世界知識】蘭順正:太空核爆反衛技術,一則「假消息」引發的關注

2024年05月10日12:10:56 科學 3586

作者:蘭順正

首發自:《世界知識》

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2月中旬,美國廣播公司電視頻道援引消息人士的話報道說,美國國會在一次秘密簡報會上被告知,俄羅斯正在實施「在太空部署核武器」計劃,用於對付敵國衛星。對於此消息,俄立即表示目前無意在太空部署核武器,美方是在炮製「假新聞」,以推動國會共和黨人批准繼續向基輔提供軍援。

顧名思義,「太空核爆炸反衛」就是通過在太空中引爆核彈頭來破壞衛星之類的航天器。高空核爆炸以距離地球100千米的卡門線為界,30~100千米之間稱為「天空核試驗」,100千米以上稱為「太空核試驗」。到目前為止,世界上只有美國、蘇聯曾在高空和太空引爆核武器,1958~1962年總共進行了21次高空核爆炸,其中八次為太空核試驗。

核爆炸造成殺傷破壞的主要因素有:衝擊波、光輻射、早期核輻射、放射性沾染和電磁脈衝。它們在核爆炸總能量中所佔的份額,取決於核武器的類型和爆點的環境條件。通常原子彈在空中爆炸時,衝擊波約佔總能量的50%,光輻射約佔35%,早期核輻射約佔5%,放射性污染約佔10%。

由於大氣密度基本上隨高度增加按指數規律遞減,在30千米高處,大氣密度為地面的百分之一,而在80千米高度則只有地面的十萬分之一。隨著高度的增加,大氣對x射線早期核輻射的削弱作用減弱,因此x射線和紫外輻射所組成的光輻射和早期核輻射成為高空核爆炸的重要毀傷因素。高空核爆炸光輻射的能量所佔核爆炸總能量的份額隨爆高逐漸增大,衝擊波的能量份額隨爆高的增加而減少。

當爆高大於80千米時,有70%~ 80%的能量以x射線形式釋放,聚積在爆心下方距地面70~80千米的大氣中,形成餅狀發光區,又稱餅狀火球;伽馬射線能量聚積在距地面20~30千米的大氣中,形成較強的電磁脈衝,經地磁場轉會激勵很強的高空核電磁脈衝,作用範圍顯著增大。

美國在1962年7月9日進行的「魚缸」行動讓全世界都對高空核爆的後果有了直觀認知。當時美國在距離夏威夷約1450千米的約翰斯頓環礁發射了雷神運載火箭,火箭在飛至1100多千米的高度後落下,在距地面400千米處引爆了1.45兆噸的核彈頭「海星一號」。爆炸沒有產生蘑菇雲和衝擊波,卻出現了一個在各個方向上大致相同擴展的輻射氣泡,高能伽馬射線向四周爆發,輕量級電子沿著地球的磁力線快速流動,並掉落到高層大氣中,在大約50~100千米的高度,它們被地球大氣中的原子和分子所阻擋,這些原子和分子吸收電子的能量並通過發光做出反應,從而形成巨大的人造極光。同時,核爆讓這些高電荷的電子經歷了驚人的加速,產生了一個擴展了1000多千米、短暫但極為強大的磁場,即emp(電磁脈衝),導致整個夏威夷電力系統癱瘓,路燈、電話、導航和雷達系統一度全部失靈。核爆產生的很多電子在太空中徘徊數月之久,被地球磁場困住,形成一條人造輻射帶,導致六顆衛星被破壞,其他一些衛星出現故障。

除此之外還有核爆反導技術。冷戰期間,美蘇都研製過使用核戰鬥部的反導攔截系統,通過高空核爆來破壞來襲導彈上的電子元件。20世紀70年代,美國曾研製「衛兵」導彈防禦系統,主要由「斯帕坦」高空攔截彈和「斯普林特」低空攔截彈構成,兩者都裝有核彈頭,前者攔截高度為550千米、最大射程為750千米,後者攔截高度為32~48千米、最大射程為56千米,主要部署在「民兵」洲際導彈基地的周圍。蘇聯則發展了「a-135」防禦系統,目的是保護莫斯科及其附近區域免遭敵方洲際彈道導彈襲擊。作為目前世界上唯一的一種戰略反彈道導彈系統,「a-135」裝備了兩種導彈系統,一種是代號「53t6」的高超音速大氣層內導彈攔截彈,另一種是代號「51t6」的大氣層外導彈攔截彈,兩種導彈的彈頭均為約10000噸當量的「aa-84」型戰術熱核彈頭,不需要非常精確的制導即可摧毀來襲彈頭,至今還在莫斯科周圍運作。不過,也有消息稱「53t6」可能改為使用傳統彈頭,「51t6」則已退役。

太空核爆反導與反衛存在很多相通之處,而且相比於前者,後者的難度更低,因為衛星的軌道、高度以及過頂時間基本上是固定的,較易測算,因此當今大國發展太空核爆反衛在技術上沒有太多障礙。在具體運用上,既可以用運載火箭將核彈頭送入太空後立刻引爆,也可將核彈頭安裝到衛星等航天器上,使其長期部署於軌道,需要的時候再引爆。

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