1 августа 1958 года за несколько минут до полуночи яркая вспышка белого света озарила ночное небо над островом Джонстон, крошечным атоллом, расположенным прямо посреди Тихого океана. Чёрное небо стало синим, и персонал военно-воздушной базы инстинктивно спрятался в укрытие.
Источником света было ядерное испытание, проведённое высоко в атмосфере. Это было одно из двух тестирований в рамках операции «Хардтэк» с целью изучить, среди прочего, влияние разреженной атмосферы на ядерный взрыв, а также выявить оборонительную тактику против баллистических ракет. Это конкретное испытание, получившее кодовое название «Тик», было самым мощным — 3,8 мегатонны!
Огненный шар, образовавшийся в результате испытания в рамках операции «Хардтэк»
Высота, на которой произошла детонация (76 километров), позволила увидеть вспышку света издалека. На Гавайях, в 1500 км от того места, тысячи испуганных жителей позвонили в полицию, чтобы сообщить о странных огнях в небе. Тёмное небо стало жёлтым, оранжевым, а затем красным.
«Красный цвет распространялся полукругом, пока, казалось, не поглотил большую часть горизонта. В центре круга образовалось облако. Оно было довольно большим. Оно оставалось видимым около получаса», – рассказал свидетель из Гонолулу.
Военная и гражданская воздушная связь была прервана на несколько часов, и многие транстихоокеанские высокочастотные коммуникационные сети, которые использовали ионосферу для передачи данных, вышли из строя на девять часов. В далёком Самоа, в 3200 километрах к югу, взрыв вызвал появление яркого северного сияния. Астрономы из Обсерватории Апиа измерили силу электромагнитного импульса и обнаружили, что она в четыре раза превышала ту, что обычно возникала в результате солнечных бурь.
Четыре года спустя Соединённые Штаты провели ещё одну серию высотных ядерных испытаний. На этот раз целью было изучение и измерение влияния ядерной детонации на магнитное поле Земли. Главным образом, они хотели понять эффекты, возникшие во время испытания «Тик» —электромагнитные импульсы, странные полярные сияния и природу радиационных поясов Ван Аллена, которые были только недавно открыты.
Испытания, известные как операция «Аквариум» (англ. Fishbowl), проводились на гораздо большей высоте, в районе орбиты спутников. Первые две попытки закончились неудачей, и ракеты были уничтожены. Третья попытка, получившая кодовое название «Морская звезда Прайм», была произведена на острове Джонстон 8 июля 1962 года в одиннадцать часов по гавайскому времени. Мощность ядерной боеголовки, которую несла ракета «Тор», составляла 1,4 мегатонны.
Ракета взорвалась на высоте 400 километров, примерно в 36 километрах к юго-западу от атолла Джонстон. В тот самый момент, когда прогремел взрыв, уличные фонари на Гавайях погасли. Радио перестало работать, как и телефонные линии. В других частях Тихого океана высокочастотные коммуникационные системы вышли из строя под влиянием мощного электромагнитного импульса. Через несколько минут после взрыва на горизонте появилось кроваво-красное сияние, вызванное ионизацией молекул воздуха. Визуальное явление было интенсивным и освещало большую часть Тихого океана.
Огненный шар, образовавшийся в результате испытания «Морская звезда Прайм» (вид с Гонолулу)
Вспышка, образовавшаяся в результате испытания «Морская звезда Прайм» (вид с Гонолулу)
Северное сияние, образовавшееся в результате испытания «Морская звезда Прайм» (вид с самолёта)
На больших высотах ядерные взрывы ведут себя иначе, чем на поверхности земли. В последнем случае атмосфера поглощает огромное количество энергии, выделяемой взрывом в виде теплового излучения, высокоэнергетических рентгеновских и гамма-лучей, быстрых нейтронов и ионизированных остатков самих расщепляющихся материалов. Высоко в космическом пространстве огненный шар расширяется с большой скоростью, поскольку там отсутствует воздух, который замедлил и поглотил бы энергию продуктов детонации. Мощный электромагнитный импульс возникает, когда гамма-лучи сталкиваются с молекулами воздуха в верхних слоях атмосферы, образуя быстро движущиеся электроны высокой энергии, которые генерируют переходные электрические поля и токи. Эти электрические поля способны создавать потенциалы в несколько тысяч вольт.
Механизм ЭМИ для высотного выброса 400 км: гамма-лучи попадают в атмосферу на высоте 20-40 км, испуская электроны, которые затем отклоняются боковым магнитным полем Земли. Это заставляет электроны излучать ЭМИ на огромной площади. Из-за искривления магнитного поля Земли над США максимальная ЭМИ происходит к югу от детонации, а минимальная - к северу.
Учёные ожидали помехи, однако электромагнитный импульс, образовавшийся в результате испытания «Морская звезда Прайм», оказался слишком мощным. Был ещё один эффект, который они не смогли предсказать. Большое количество заряженных частиц не упало на землю и не рассеялось, вместо этого они попали в ловушку магнитного поля Земли и задержались в космосе на месяцы, выведя из строя электронику на борту спутников на околоземной орбите. По меньшей мере, шесть спутников были потеряны в результате взрыва, включая один британский и один советский.
Советский Союз провёл собственные высотные ядерные испытания с аналогичными катастрофическими результатами. 22 октября 1962 года на высоте 290 км было взорвано 300-килотонное устройство. Электромагнитный импульс, образовавшийся в результате, повредил 570 км воздушной телефонной линии с током 2500 ампер, отключил 1000 км подземных кабелей питания и сжёг электростанцию. И хотя оружие, использовавшееся советскими войсками, имело гораздо меньшую отдачу по сравнению с американскими испытаниями, ущерб, причинённый в результате образования электромагнитного импульса, был намного больше, потому что испытания проводились над населённой массой суши и в месте, где магнитное поле Земли было больше.
В 1963 году США, СССР и целый ряд других стран подписали «Договор о частичном запрещении ядерных испытаний» и решили прекратить атмосферные и экзо-атмосферные ядерные испытания. «Договор о космосе» от 1967 года запретил применение ядерного оружия в космосе, а «Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний» от 1996 года запретил все виды ядерных взрывов, будь то над или под землёй, под водой или в атмосфере.
Оружие как в испытании «Морская звезда Прайм» больше не представляет реальной угрозы, как заверяет Элизабет Кинтана, директор Королевского объединённого института оборонных исследований. Космос уже является враждебной средой для электромагнитных импульсов, спутники и космические аппараты непрерывно атакуются космическими лучами и заряженными частицами, исходящими от Солнца. Современные спутники, таким образом, защищены от радиации, и оружие как в испытании «Морская звезда Прайм» не окажет на них особого влияния.
Кроме того, любая агрессивно настроенная нация, желающая вывести из строя систему связи или энергосистему другого государства, может сделать это с помощью более дешёвого и простого средства – обычных взрывчатых веществ.
