Starfish Prime-kernontploffing

Die rommelvuurbal strek langs die Aarde se magnetiese veld in 'n gloed drie minute na die ontploffing.

Starfish Prime was 'n kerntoets op hoë hoogte wat deur die Verenigde State uitgevoer is in 'n gesamentlike poging van die Atomic Energy Commission (AEC) en die Defense Atomic Support Agency. Dit is op 9 Julie 1962 vanaf die Johnston-atol gelanseer en was die grootste kerntoets wat in die buitenste ruimte uitgevoer is. Dit was een van vyf toetse wat deur die VSA in die ruimte uitgevoer is.

'n Thor-vuurpyl met 'n W49-termonukleêreplofkop (ontwerp deur die Los Alamos Scientific Laboratory ) en 'n Mk. 2-atmosfeer-herbinnedringruimtetuig is gelanseer vanaf Johnston-atol in die Stille Oseaan, ongeveer 1 450 kilometer wes-suidwes van Hawaii. Die ontploffing het op 'n hoogte van 400 km plaasgevind, 'n punt 31 km suidwes bo die Johnston-atol. Dit het 'n krag van 1,4 megaton TNT gehad. Die ontploffing was ongeveer 10° bokant die horison soos gesien vanaf Hawaii, om 11 n.m. Hawaiise tyd.[1](p3)

Operasie Fishbowl

[wysig | wysig bron]

Die Starfish-toets was een van vyf hoëhoogtetoetse, wat saamgegroepeer was as Operasie Fishbowl binne die groter Operasie Dominic reeks toetse, wat in 1962 begin is na aanleiding van die Sowjetunie se aankondiging dat hulle die driejaarmoratorium op kernkragtoetse gaan beëindig.[2]

In 1958 het die VSA ses hoëhoogtekernkragtoetse voltooi wat baie onverwagte resultate opgelewer het en ook vele nuwe vrae tot gevolg gehad het. Volgens die V.S.A. Regeringsprojekbestuurder se tussentydse verslag oor die Starfish Prime-projek:[3]

Vorige hoëhoogtekernkragtoetse: YUCCA, TEAK en ORANGE tesame met die drie ARGUS-pogings was swak met instrumentasie gemonitor en oorhaastig uitgevoer. Ten spyte van 'n deeglike ondersoek met die min data, is die modelle wat gevorm is met die inligting baie skraal en tentatief. Die risiko om hierdie modelle te gebruik vir ekstrapolering vir ander hoogtes en bomsterktes is groot en is dus nie betroubaar nie. Daar is dus 'n groot behoefte, nie net vir beter instrumentasie nie, maar ook vir verdere toetse wat 'n verskeidenheid hoogtes en bomsterktes moet dek.

Die Starfish-toets was aanvankik beplan as die tweede in die Fishbowl-reeks, maar die eerste poging (Bluegill) was in die lug vernietig nadat die radar kontak met die vuurpyl verloor het.[4]:247

Die eerste Starfish-lansering op 20 Junie 1962 was ook vernietig in vlug, hierdie keer omrede die Thor-missiel se lanseervuurpyl gefaal het. Dit het normaal gevlieg vir 59 sekondes, toe het die enjin gestop en die missiel het uitmekaar begin breek. Die Veiligheidsbeampte het die vernietiging van die missiel en plofkop aanbeveel. Die missiel was tussen 9,100 en 10,700 m hoog toe dit vernietig is. Dele van die missiel en 'n bietjie radioaktiewe materiaal het op die Johnston-atol en die omliggende oseaan geval.[4]

Die ontploffing

[wysig | wysig bron]
'n Ander uitsig van Starfish Prime deur 'n dun, wolk laag, soos gesien vanaf Honolulu

Die Starfish Prime-bom is op 9 Julie, 1962 om 09:00:09 UCT (11:00:09 n.m. 8 Julie, 1962, Honolulu-tyd) ontsteek op 'n hoogte van 400 km. Die koördinate van die ontploffing was 16°28′N 169°38′W / 16.467°N 169.633°W / 16.467; -169.633.[1](p4) Die werklike krag van die bom was baie naby aan die ontwerpkrag; verskeie bronne het 'n kragsterkte van 1.4 tot 1.145 megaton TNT voorspel. Die kernplofkop het 13 minute en 41 sekondes, nadat die Thor-missiel vanaf Johnston-atol gelanseer is, ontplof.[5]

Een raam van die Starfish Prime Kernkragtoets

Starfish Prime het groter elektromagnetiese pulse (EMP) veroorsaak as wat verwag was, tewens het dit die meeste van die instrumente se skale oorskrei en gevolglik was dit moeilik om die korrekte metings te kon bepaal. Die EMP het ook veroorsaak dat die publiek kennis van die toets geneem het: dit het elektriese skade in Hawaii, (1 450 km weg) vanaf die ontploffing, veroorsaak deur 300 straatligte te beskadig,[1](p5) huisalarms te aktiveer en 'n telekommunikasie-mikrogolfstelsel te beskadig.[6] Laasgenoemde skade het veroorsaak dat telefoonverkeer tussen Kauai en die ander Hawaii-eilande onderbreek was.[7]

Daar was in totaal 27 kleiner vuurpyle vanaf die Johnston-atol gelanseer wat eksperimentele data van die Starfish Prime-ontploffing moes verkry. Daar was ook 'n klomp vuurpylaangedrewe-instrumente vanaf Barking Sands, Kauai in die Hawaiise Eilande gelanseer.[8]

Amerika het ook 'n groot aantal militêre skepe en vliegtuie ontplooi ter ondersteuning van die ontploffing in die Johnston-atol gebied, asook die nabye noordelike Stille Oseaan-gebied.

Daar was ook militêre skepe en vliegtuie in die gebied van die suidelike Stille Oseaan naby die Samoa-eilande ontplooi. Hierdie plek was die suidelikste punt van die magnetiese veldlyn van die Aarde se mageneetveld vanaf die posisie van die kernontploffing: die gebied bekend as die suidelike samevloeiende streek van die toets. 'n Ongenooide wetenskaplike ekspedisieskip van die Sowjet-Unie was naby die Johnston-atol vir die toets gestasioneer en nog 'n Sowjet-wetenskaplike ekspedisieskip was in die suidelike samevloeiende streek naby die Samoa-eilande.[9]

Nadat die bom ontplof het, was helder auroras sigbaar in die ontploffingsgebied, sowel as in die suidelike samevloeiende streek aan die teenoorgestelde kant van die ewenaar as wat die ontploffing was. Volgens een van die eerste tegniese verslae:[8]

Die sigbare verskynsels as gevolg van die ontploffing was wydverspreid en taamlik intens; 'n groot gedeelte van die Stille Oseaan was verlig deur die auroraverskynsels, vanaf die verre suide van die suidelike samevloeiende streek (Tongatapu) deur die ontploffingsgebied tot ver noord van die noordelike samevloeiende streek by die French Frigate Shoals... Teen skemer na die uitbarsting is resonante verstrooiing van lig van litium en ander puin by die Johnston-atol en French Fregate Shoals vir baie dae waargeneem wat die langdurige teenwoordigheid van puin in die atmosfeer bevestig het. 'n Interessante newe-effek was dat die Koninklike Nieu-Seelandse Lugmag in anti-duikboot-maneuvers gehelp is deur die lig van die bom.

Hierdie aurorale effekte was gedeeltelik verwag deur Nicholas Christofilos, 'n wetenskaplike wat vroeër aan die Operasie Argus hoëhoogtekernontploffings gewerk het.

Volgens die Amerikaanse atoomveteraan Cecil R. Coale,[10] het sommige hotelle in Hawaii "reënboogbom"-partytjies op hul dakke aangebied vir Starfish Prime, wat sommige berigte weerspreek dat die kunsmatige aurora onverwags was.

A 'Quick Look' van die Tegniese Resultate van Starfish Prime" (August 1962) lees as volg:[8]

By Kwajalein, 2 600 km na die weste, het 'n digte bewolktheid die lengte van die oostelike horison tot 'n hoogte van 5 of 8 grade verleng. Om 0900 GMT het 'n skitterwit blits deur die wolke gegloei en vinnig in ’n groeiende glinsterende groen bal verander wat die helder hemelruim daarbo met wolke oortrek het. Vanuit die oppervlak het groot wit uitsteeksels gevloei, wat soos sluierwolke gelyk het en gestyg het tot 40 grade bo die horison in wydstrekkende boë wat afwaarts na die pole gedraai het en binne sekondes verdwyn het om deur asemrowende konsentriese ingekrulde ringe vervang te word wat met 'n geweldige aanvangsnelheid van die ontploffing wegbeweeg; uiteindelik stop dit wanneer die buitenste ring 50 grade oorhoofs is. Dit het nie verdwyn nie, maar soos 'n stillewe bly hang. En dit alles het gebeur, as ek moes skat, binne 45 sekondes. Soos die pers lig na magenta verander het en begin het om by die oorsprong van die ontploffing te verdof, het 'n helderrooi gloed begin om op die kim in die rigting van 50 grade noord-oos te ontwikkel en gelyktydig 50 grade suid-oos; strekkend na binne en opwaarts tot die hele oostelike hemelruim 'n dowwe brandende rooi semisirkel was, 100 grade noord na suid en halfpad na die toppunt en van die kleiner sterre versluier. Hierdie toestand, deurspek met geweldige wit reenboë, het nie minder as 90 minute voortgeduur nie.

Teen nultyd by Johnston het 'n wit blits verskyn, maar sodra mens jou skermbril kon verwyder, was daar geen skerp lig teenwoordig nie. 'n Sekonde na afvuurtyd was daar 'n gespikkelde rooi skyf direk bokant sigbaar wat die lug tot sowat 45 grade van die bopunt af bedek het. Oor die algemeen was die rooi gespikkelde area meer intens aan die oostelike gedeeltes. Langs die magnetiese noord-suidlyn deur die ontploffing, het 'n geel-wit strook gestrek en gegroei na die noorde tot naby die toppunt. Die breedte van die witgestreepte gebied het van 'n paar grade in 'n paar sekondes na omtrent 5-10 grade in 30 sekondes gegroei. Die groei van die aurorale gebied na die noorde was deur die toevoeging van nuwe lyne wat van oos na wes ontwikkel het. Die geel-wit aurorale noorderligte het opwaarts van die horison teruggetrek na die noorde en gegroei na die suide; teen twee minute was die geel-wit bande steeds omtrent 10 grade wyd en het grotendeels van die bopunt na die suide gestrek. Teen ongeveer twee minute, het die rooi skyf-gebied heeltemal in die weste verdwyn en was dit besig om vinnig op die oostelike gedeelte van die oorhoofse skyf te vervaag. Teen 400 sekondes het feitlik al die grootste sigbare fenomene verdwyn, behalwe vir 'n dowwe rooi gloed langs die noord-suidlyn en op die kim na die noorde. Geen klanke is by Johnston-atol gehoor nie wat definitief aan die knal te wyte kon wees.

Daar was sterk elektromagnetiese seine waargeneem vanaf die ontploffing sowel as sterk magnetiese veldversteurings en aardstrome

n Verslag van 2006 beskryf die deeltjie- en veldmetings van die Starfish diamagnetiese holte en die ingespuite beta vloeiing in die kunsmatige stralingsgordel in.[11] Hierdie metings beskryf die ontploffing van 0.1 millisekondes tot 16 minute na die ontploffing.

Nagevolge

[wysig | wysig bron]

Die ontploffing het ongeveer 1029 elektrone in die Aarde se magnetosfeer vrygestel.[12]Terwyl sommige energieke betadeeltjies die Aarde se magnetiese veld gevolg en die hemel verlig het, was ander hoë-energie elektrone vasgevang en het 'n radiasiegordel om die Aarde gevorm. Hierdie elektrone het die intensiteit van die elektrone binne die natuurlike binneste Van Allen-gordel met verskeie orde grootes verhoog.[12] Daar was groot onsekerhied en 'n debat oor die samestelling, groote en potensiële nagevolge van die vasgevangde radiasie na die ontploffing. Die wapenvervaardigers het bekommerd geraak toe drie satelliete in 'n lae aardwentelbaan buite werking geraak het. Dit het die satelliete TRAAC en Transit 4B ingesluit.[13] Die halfleeftyd van die energieke elektrone was slegs 'n paar dae. Dit was destyds nie bekend dat son- en kosmiese deeltjie vloeiing met 'n faktor van 10 gewissel het nie en dat die energie 1 MeV kon oorskrei. In die maande, wat na die ontploffing gevolg het, het hierdie mens gemaakte radiasie gordels veroorsaak dat nog ses satelliete gefaal het[14] omrede die radiasie hulle sonpanele of elektronika beskadig het. Dit sluit die eerste kommunikasie satelliet Telstar 1 sowel as die Verenigde Koninkryk se eerste satelliet Ariel 1 in.[15] Sensors op Telstar, TRAAC, Injun en Ariel 1 was gebruik om die verspreiding van die radiasie, soos veroorsaak deur die ontploffing, te meet.[16]

Daar was in 1963 gerapporteer dat Starfish Prime 'n gordel van MeV elektrone geskep het.[17] In 1968 was gerapporteer dat sommige van die Starfish prime se elektrone na vyf jaar nog in die ruimte was.[18]

As 'n ontploffing in die ruimte was die radioaktiewe bestraling van Starfish Prime minder as by ander bogrondse ontploffings. Skattings van die gesondheids impak en oortollige sterftes, insluitend daardie veroosaak deur skildklierkanker, is moeilik om te vind terwyl die oortollige sterftes veroorsaak deur duisende bogrondse ontploffings tussen 10,000 en 100,000 geskat word. 'n Jaar later het die VSA en die Sowjetunie die Gedeeltelike Kernkrag Toets Verbod Ooreenkoms geteken wat alle bogrondse ontploffings verban het. Frankryk en China het egter aangehou bogrondse toetse doen vir nog 'n paar dekades.[19]

Gevolglike wetenskaplike ontdekkings

[wysig | wysig bron]

Die Starfish bom het 109Cd as 'n naspoor element bevat, wat gehelp om die seisonale vermening tempo van die pool en tropiese lugmassas te bepaal.[20]

Verwysings

[wysig | wysig bron]
  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 Vittitoe, Charles N. (June 1, 1989). Did High-Altitude EMP Cause the Hawaiian Streetlight Incident? (Report). Sandia National Laboratories. http://ece-research.unm.edu/summa/notes/SDAN/0031.pdf. Besoek op September 15, 2020. 
  2. ↑ "Operation Dominic: 1962 – Christmas Island, Johnston Island, Central Pacific". nuclearweaponarchive.org (in Engels (VSA)). Januarie 3, 2005. Geargiveer vanaf die oorspronklike op Augustus 6, 2020. Besoek op September 15, 2020. The Soviet Union had abrogated the 34 month old de facto nuclear testing moratorium on 1 September 1961, by initiating an unprecedented series of atmospheric nuclear tests.
  3. ↑ Loadabrand, Ray L.; Dolphin, Lambert T. (August 1, 1962). Project Officer's Interim Report: Starfish Prime (Report). Field Command, Defense Atomic Support Agency. p. 2. DA 49-146-XZ-137. "Previous high-altitude nuclear tests: TEAK, ORANGE, and YUCCA, plus the three ARGUS shots were poorly instrumented and hastily executed. Despite thorough studies of the meager data, present models of these bursts are sketchy and tentative. These models are too uncertain to permit extrapolation to other altitudes and yields with any confidence. Thus there is a strong need, not only for better instrumentation, but for further tests covering a range of altitudes and yields." 
  4. ↑ 4,0 4,1 Berkhouse, L.; Davis, S. E.; Gladeck, F. R.; Hallowell, J. H.; Jones, C. B. et al. (February 1, 1983) (in en-us). Operation Dominic I–1962 (Report). pp. 228–229. "A substantial amount of debris fell on and in the water around Johnston Island. Navy Explosive Ordance Disposal and Underwater Demolition Team swimmers spent 2 weeks recovering debris from the lagoon waters around the island. They recovered approximately 250 pieces of the system, some of which were plutonium-contaminated." 
  5. ↑ Dyal, P., Air Force Weapons Laboratory. Report ADA995428. "Operation Dominic. Fish Bowl Series. Debris Expansion Experiment". December 10, 1965. p. 15. Retrieved July 17, 2010.
  6. ↑ Michio Kaku; Daniel Axelrod (1987). To Win a Nuclear War: The Pentagon's Secret War Plans. Black Rose Books Ltd. p. 152. ISBN 978-0-921689-06-5.
  7. ↑ Conca, James "Can Nuclear Power Plants Resist Attack of Electromagnetic Pulse (EMP)" Forbes. January 2019
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 United States Department of Defense. Report ADA955411. "A Quick Look at the Technical Results of Starfish Prime". August 1962.
  9. ↑ United States Central Intelligence Agency. National Intelligence Estimate. Number 11-2A-63. "The Soviet Atomic Energy Program" Geargiveer 1 Mei 2008 op Wayback Machine, p. 44.
  10. ↑ Schwoch, James. Global TV: New Media and the Cold War, 1946–69 (Illinois, 2009). Web. Accessed March 19, 2012.
  11. ↑ Dyal, Palmer (2006). "Particle and field measurements of the Starfish diamagnetic cavity". Journal of Geophysical Research. 111 (A12211): A12211. Bibcode:2006JGRA..11112211D. doi:10.1029/2006JA011827.
  12. ↑ 12,0 12,1 Stassinopolous, E. G. (22 April 2015). "The STARFISH Exo-atmospheric, High-altitude Nuclear Weapons Test" (PDF). NASA/Goddard Space Flight Center. Besoek op 15 Februarie 2024.
  13. ↑ "Transit 4B – NSSDC ID: 1961-031A". NASA NSSDC.
  14. ↑ "The 50th anniversary of Starfish Prime: the nuke that shook the world". Bad Astronomy (in Engels (VSA)). 9 Julie 2012. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 12 Augustus 2022. Besoek op 21 Augustus 2023.
  15. ↑
  16. ↑ Hess, Wilmot N. (September 1964). The Effects of High Altitude Explosions (Report). National Aeronautics and Space Administration. NASA TN D-2402. http://www.futurescience.com/emp/Hess-Wilmot.pdf. Besoek op May 13, 2015. 
  17. ↑ Brown, W. L.; Gabbe, J. D. (Maart 1963). "The Electron Distribution in the Earth's Radiation Belts during July 1962 As Measured by Telstar". Journal of Geophysical Research. 68 (3): 607–618. Bibcode:1963JGR....68..607B. doi:10.1029/JZ068i003p00607. Besoek op 17 Junie 2010.
  18. ↑ In The Radiation Belt and Magnetosphere.
  19. ↑ "In the 75 years since Hiroshima, nuclear testing killed untold thousands".
  20. ↑ Review of early data on mixing rate of polar and tropical air masses