太空核爆炸

2016-08-13 06:17刘进军
卫星与网络 2016年6期
关键词:核爆炸电磁脉冲火球

+ 刘进军



星空闪烁

太空核爆炸

+ 刘进军

高空核爆炸范围更广、威力更大,但变化莫测

怎样将核弹送上太空?

一颗核弹在太空爆炸,会产生怎样的威力?

太空核爆炸,激发怎样的震撼联想?

电磁脉冲武器将会如何影响未来战争?

未知的世界

核武器,在地面、地下试验过了;在海面、海下试验过了;在空中也试验过了,甚至在日本投了两颗核炸弹。还有那儿没有试验过呢?哦,高空!高空,包括天空和太空。这是一个未知的世界。

天空里会有战机、战略轰炸机、战略导弹和洲际导弹等航空器飞过,太空里有敌人的卫星、航天器和太空核弹等航天器飞行。这是一个漏洞,必须补上。如果在天空里爆炸核武器,敌人的战机编队、战略轰炸机和战略导弹统统消灭;如果在太空爆炸核武器,敌人的卫星、航天器和太空核弹消失得无影无踪。

高空核爆炸,听这个名字就感觉惊恐和寒冷。按海拔高度,大气层分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层。按卡门线为标准,100千米以下为天空,100千米以上为太空。高空核试验以卡门线为界,30~100千米之间称为天空核试验,100千米以上称为太空核试验。

高空核试验高度

高空核爆炸是指在地球大气层30千米以上的高空爆炸,最高的高空核爆炸在540千米的太空轨道上。高空核炸弹的试验的目的是确定核武器作为反导弹防御的可行性,以及作为一种攻击卫星和载人空间站的手段。

高空核炸弹是一种太空武器。高空核炸弹,听这个名字就感觉惊恐和寒冷。高空核炸弹是指在地球大气层50千米以上高度进行爆炸的核炸弹。如果将核炸弹发射到太空或大气层上方,爆炸产生强烈红外辐射和电磁脉冲,将敌方的反卫星导弹的探测、预警和传感器等系统失灵损坏。这种核武器爆炸早已试验成功,确定了爆炸和大气层外环境辐射的影响和威力。

高空核爆炸以距离地球100千米的卡门线为界,分为太空核爆炸与大气层核爆炸。太空核爆炸与大气层核爆炸的特征不同。地面的特征是蘑菇状的火球。大气层核爆炸、太空核爆炸往往表现出一种圆球形的火球。太空核爆炸威力非常大,直到扭曲地球的磁场。

从爆炸发生的那一瞬间,带电粒子可以跨越半个地球,就像发生了一次极光,也会引发极光。这些爆炸被人描绘为“彩虹炸弹”。太空核爆炸的视觉效果比大气层试验可能持续更长的时间,圆球形的火球有时停留太空达30分钟以上。

到目前为止,世界上只有美国和苏联在高空和太空引爆核武器。从1958年~1962年,美国和苏联进行了21次高空核爆炸,其中8次太空核试验。这些高空核试验直接影响了未来武器的发展和应用。

核弹发射

高空核爆炸纪录

太空核试验

1958年4月,美国在太平洋约翰斯顿环礁的庄士敦岛执行“硬饼干”行动,开始“柚木”和“橙色”核弹实验,当量都是380万吨。最初,核弹头由“红石”火箭搭载,后来多由“雷神”导弹,以及洛克希德公司改进的“X-17”导弹搭载。

1958年8月27日起,美国在南大西洋阿古斯岛执行“百眼巨人”行动。1958年9月6日,“阿古斯-3”核弹在南大西洋阿古斯岛上空爆炸。这是世界上最高太空核爆炸,高度达到540千米。

1962年7月9日,美国在太平洋约翰逊环礁多米尼克岛执行“鱼缸”行动。一架“KC-135”运输机穿过厚厚的云层发射了“海星-2”核弹。3分钟后,“海星-2”核弹在400千米的太空爆炸,攻击范围直径1300千米。“海星-2”核试验达到1.4百万吨TNT当量。这是世界上最强大的太空核爆炸,7颗卫星随之降低了轨道,甚至迷失了方向。

当时,檀香山和新西兰都看到火球和极光受到电子损害,夏威夷的瓦胡岛击毁了300多路路灯,触发了约100起报警,还造成了考艾岛的微波通信中断,切断了与其他夏威夷群岛的电话系统。在这样一个空间,核武器辐射所产生杀死卫星的有效半径,确定为大约80千米。当一颗核弹在400千米高空爆炸,电磁脉冲突发,伽玛射线将撞击20~40千米的大气层。

“橙色”天空核爆炸:椭圆球形火球

“海星”太空核爆炸:圆形火球

由于没有重力和真空,太空核爆炸必然形成圆形火球。

“KC-135”飞机拍摄:发射3分钟,“海星-2”爆炸产生的火球和极光。

从1300千米外,仍能看见“海星-2”核爆炸覆盖在火奴鲁鲁岛上空的火烧云。

由于核弹辐射半径非常大,瞬间摧毁和损害了敌人的卫星,甚至不分青红皂白地伤害自己的卫星,预防几乎是不可能的。“海星-2”核弹产生的人工辐射迅速摧毁卫星。英国第一颗人造卫星“沙龙-1”号、美国海军“导航-1”号和“导航-4B”号3颗卫星在穿越辐射带后全部损毁。英国的“沙龙-1”号刚飞上天没几天就死了。英国首相哈罗德·麦克米伦骂道:“美国佬太横行霸道。你们试验核武器,为什么拿我们的卫星试刀?”

高空核爆炸激发美丽的极光。

同时,苏联“宇宙-5”号军事试验卫星、美国爱德华大学的“印第安人-1”号和美国贝尔电话公司、世界上第一颗通信卫星“电星-1”号通信卫星遭受轻微退化。由于辐射损伤,卫星的太阳能帆板不能正常工作等。卫星遭受的辐射剂量率至少是60拉德/天,不是成了瞎子、聋子、哑巴,就是瘸脚。这次核试验危害很大。直到4个月后,具有良好屏蔽的卫星才能发射,载人飞船不能正常发射,给载人太空探索计划造成影响。

从爆炸发生的那一瞬间,带电粒子可以跨越半个地球,马上激发了一阵人造极光。这些爆炸被人描绘为“炸弹彩虹”。太空核爆炸的视觉效果,比天空核试验持续更长的时间,有时在30分钟以上。在约翰斯顿环礁的地面人员感到阵阵热量,灼伤了两个戴着护目镜的试验人员的眼睛。

1958年4月28日~1962年11月1日,美国在太平洋约翰斯顿环礁庄士敦岛、南大西洋阿古斯岛、太平洋约翰逊环礁多米尼克岛共进行了14次高空核试验,4次失败;5次天空核试验,5次太空核试验;最低高度26.2千米,最高高度540千米;最小当量1.7千吨,最大当量380万吨。美国高空核爆炸试验成功,取得各种试验资料,确定了核爆炸和大气层外环境辐射的影响。美国空军窃窃私语:高空核爆炸威力巨大,超过想象。

火球非常园

1961年9月6日~1962年11月1日,苏联在卡普斯京亚尔试验场引爆了7颗高空核炸弹,全部成功;3次天空核试验,4次太空核试验;最低高度22.7千米,最高高度300千米;最小当量10.5千吨,最大当量30万吨。

苏联太空核炸弹:火球非常圆。

1962年10月,在古巴导弹危机期间,苏联进行了3次高空核爆炸,作为一种炫耀武力的形式。苏联试验的目的是展示反导弹防御系统:不管美国的核武器从哪里来,都能揍下来。美国也毫不示弱,同时进行了4次高空核爆炸,恐吓苏联别乱动,一动就惹翻了美国核武库。

苏联太空核炸弹:火球非常圆。

电波杀手

高空核爆炸带来想不到的恐惧。变电站冒出强烈闪电,高压开关噼啪炸响,电网瞬间停电,各种电器机器顿时停止工作,并弥漫出呛人的焦糊味……世界第一次这样安静,安静得令人毛骨悚然。

一份绝密文件放在美国总统约翰·肯尼迪的大桌子上:1962年7月9日,美军在太平洋中部的庄士顿环礁,一颗名为“海星-2”核弹在海拔高度400千米太空爆炸,140万吨TNT当量。这是世界上最大的太空核爆炸。它造成1400多千米之外的夏威夷檀香山地区的供电网发生跳闸,高压线的避雷装置、电子设备全部烧毁,损失巨大。

“这肯定是核试验造成的吗?”“是的,总统先生,核试验基地和檀香山地区的测量仪器都证明核试验引发电网崩溃、电子设备报废。”“以前难道不知道核试验会引起这些破坏吗?”“以前是地面、低空和地下核试验,感觉不大。这次是第6次太空核试验,但是当量最大的太空核爆炸……太厉害了,没有想到哇!”肯尼迪总统手里玩弄着一支铅笔:“真有意思,大水冲了龙王庙,自家人不认自家人。”“有没有人员伤亡?”“总统先生,没有人伤亡。”“那就好,下次注意!”。

作为总统,肯尼迪只关心政治影响、社会反映和经济损失。武器专家的思想就不一样了:电磁脉冲?高强度电磁脉冲?摧毁电网!既然核试验的高强度电磁脉冲能对电子设备进行严重破坏,那它就可以作为武器。只要能造成破坏的都是武器,包括电磁脉冲。

在进行高空核试验时,美国无意发现了高强度电磁脉冲对电子设备的独特破坏力。这是美国自己也没有想到的,也是意外收获。武器专家设想:如果制造一种电磁脉冲炸弹,就可以穿透地下防御工事,沿着电缆与孔道,足以瘫痪所有的地下防御工事、电力供应、电话通信、电视传播,以及互联网、计算机等系统,但不会伤害生命。

在军事术语中,几百千米高空以上核弹爆炸的电磁脉冲能够引爆地球表面的高空电磁脉冲设备。这些设备的影响大小取决于多种因素,包括爆炸威力、核弹当量、γ射线输出、地球磁场的相互作用,以及非常大的电磁屏蔽。

美国对电磁脉冲技术非常感兴趣。虽然电磁脉冲可能不会致命,但具有很强的破坏性。电磁脉冲炸弹将不会对建筑物和生物造成危害,但较强的电磁场将摧毁电子线路,摧毁大规模军事设施。1980年代后期,随着相关技术的成熟,电磁脉冲炸弹终于问世,号称“电波杀手”。

电磁脉冲,是一种电磁辐射。电磁辐射突然脉冲,通常会导致某些类型的高能量的爆炸,或磁场突然波动,类似核爆炸,由此产生电场和磁场的瞬间变化。电磁脉冲对电气、电子系统产生破坏性电流和电压浪涌。

电磁脉冲的产生。强电磁脉冲有几种危害。在几十纳秒之一的时间,强大的伽马射线能量放射出1~3个大型电子伏(MeV,能量的单位),约占核弹能量的百分之十。伽马射线辐射到大气中,并与空气分子发生碰撞,能量沉积产生庞大的正离子和反冲电子,也称为康普顿电子。

1兆电子伏创造反冲电子能量,然后加速,沿着地球的磁力线螺旋。由此产生的瞬态电场和电流产生频率为15~250兆赫的电磁辐射。这种高空电磁脉冲发生在30~50千米以上的地球表面。1958年8月期间,作为反卫星武器的核弹“柚木”爆炸,在萨摩亚阿皮亚天文台观察到的高空核爆炸,超过任何强大的太阳风暴的4倍多。

电磁脉冲炸弹

电磁脉冲炸弹,又称高能微波炸弹。它专门摧毁指挥、控制、计算机和通信系统的电子设备。炸弹上的电磁发射器,可以在十亿分之一秒的瞬间放射出数十亿瓦威力的微波,威力相当于核子爆炸所放出的电磁波。电磁脉冲炸弹可以穿透地下防御工事,沿着电缆与空调的孔道,足以瘫痪所有的地下防御工事、电力供应、电话通信、电视传播,以及计算机等系统,但是不会伤害到人的性命。

电磁脉冲炸弹利用高功率微波束毁坏敌方的电子设备和杀伤作战人员,属于定向能武器。高功率微波武器属于“软杀伤”武器,可以远距离对敌方的电子系统的功能实施破坏与干扰。当炸弹爆炸,发出炫目光芒烧灼眼睛,被击中的人感受到难以忍受的疼痛。

电磁脉冲炸弹是一种介于常规武器和核武器之间的新式大规模杀伤性炸弹。这种炸弹爆炸后产生的高强度电磁脉冲,覆盖面积大,频谱范围宽,几乎能够攻击地面上杀伤半径内所有带电子部件的武器和系统,包括司令部、指挥系统、电力系统、电视系统、通信系统、导弹和火炮控制系统、坦克、装甲车辆、舰船、甚至飞机。据评估:一次有效的电磁脉冲攻击,能将任何正规军击溃,变成只能游击作战的散兵。

电磁脉冲炸弹是地下电子系统的克星。地下掩体一般很难用常规的炸弹和导弹摧毁。当电磁脉冲炸弹产生强电磁脉冲,可以通过暴露在地面上的天线等导电设备、线路产生感应电流,一直钻进地下,破坏地下设备的照明、通风、通信、指挥和作战系统。电磁脉冲炸弹对车辆控制系统、地面设施、导弹和炸弹、通信系统、导航系统、远程和近程传感系统的威胁和打击最大。

根据公开来源的调查发现:在过去十多年,英国、法国、德国、以色列、埃及、台湾、瑞典、古巴、印度、巴基斯坦、伊拉克、伊朗、韩国、中国和俄罗斯都懂得电磁脉冲炸弹的知识。作为一个潜在的侵略者,美国有可能第一个在第一次打击中使用电磁脉冲炸弹,包括核武器。

电磁脉冲炸弹

电磁脉冲炸弹攻击想象图

俄罗斯和中国的军事科学家们在著作中描述了电磁脉冲炸弹,专门设计用来产生增强电磁脉冲效应的核武器,以及使用电磁脉冲炸弹武器的基本原则。根据这些著作描述,“超级电磁脉冲”武器可以摧毁美国保护最好的军用和民用电子系统。目前,若要防止电磁脉冲炸弹攻击比较难,但如果利用最基本的真空管技术,将能更好地抵抗电磁脉冲炸弹攻击。

电磁脉冲炸弹不会死人,只是一种震慑性的炸弹,然而最深远的影响可能是心理的震撼和震慑。尽管到目前为止,电磁脉冲炸弹还没有进行过实战,总有一天一个或几个战争狂人会发动一场利用电磁进行作战的战争。

电磁脉冲炸弹的威力

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