Atomvillanások az űrben

Sorozatos kudarcok és a műholdakat is kiütő valaha végzett legnagyobb magaslégköri atom tesztek története

Mai ésszel már nehezen elképzelhető, de a hidegháború derekán az Egyesült Államok mindössze néhány hónap leforgása alatt több nagy magasságú atomrobbantást is végrehajtott a világűr peremén. A tesztek celja nem is a katonai fölény demonstrálása hanem az ismeretlen fizikai hatások feltérképezése volt. Az eredmény azonban sorozatos műszaki kudarcok, felrobbantott rakéták, radioaktív szennyezéssel járó balesetek és olyan elektromágneses impulzusok lettek, amelyek több ezer kilométerrel távolabb is károkat okoztak. A detonációk mesterséges sarki fényt rajzoltak az égboltra, egész térségeket borítottak különös vörös és zöld fénybe, miközben a Föld körül keringő műholdak egy része egyszerű én kisűlt. A világűr rövid időre nemcsak hadszíntérré, hanem kísérleti laboratóriummá vált. Az „Atomvillanások az űrben” bejegyzésben ezt a relatív rövid de eseménydús teszt sorozatot kerül bemutatásra, amikor az emberiség szó szerint az eget is felrobbantotta, hogy megtudja, mi történik.

Operation Fishbowl

Az Operation Fishbowl célzottan magaslégköri nukleáris kísérletsorozat volt, amelyet 1962-ben hajtottak végre a szélesebb körű Operation Dominic program részeként. A korábbi magaslégköri atomtesztek, a Hardtack I és az Argus több kérdést vetett fel mint amit megválaszolt ezért további tesztek váltak szükségessé, ezt célozta az Operation Dominic.

A művelet sorozat tervezése elképesztő gyors ütemben indult meg, miután a Szovjetunió 1961. augusztus 30-án váratlanul bejelentette, hogy felmondja a három éve tartó nukleáris teszt moratóriumot. A rendkívül összetett műveletek gyors előkészítése miatt a projekt előrehaladtával számos változtatásra volt szükség. A tervezés korai szakaszában egy újabb tesztet, a Kingfish-t is hozzáadták a programhoz. Később két alacsony hatóerejű kísérlet a Checkmate és a Tightrope is bekerült a tervbe, így végül öt tesztel számoltak.

Megfigyelő és mérő állomások a Csendes óceáni térségben

Valamennyi indítást a Johnston-szigetről hajtották végre, mivel ezt a helyszínt már korábban kialakították nagy magasságú nukleáris tesztekhez. Ugyan a sziget rendkívül elszigetelt helyen fekszik, még így is attól tartottak, hogy az éjszakai magaslégköri robbantások vakító fénye maradandó retinakárosodást okozhat a Hawaii-szigeteken élők körében. Emiatt a Fishbowl-program nukleáris rakétáit általában Johnston-szigettől délnyugati irányba indították, hogy növeljék a távolságot Hawaiitól.

A tesztekkel az alábbi, akkor még kevésbé ismert jelenséget kívánták alaposabban megismerni;

A nagy magasságban felrobbantott atomfegyver milyen módon képes megsemmisíteni vagy működésképtelenné tenni rakétákat.
Hogyan befolyásolja egy ilyen robbantás az elektromágneses felderítő rendszereket (például radarokat és érzékelőket).
Mlyen hatással van a nukleáris detonáció a nagy távolságú kommunikációs rendszerekre (rádió, mikrohullámú összeköttetések stb.).
hogyan zajlik le egy nagy magasságú nukleáris robbanás, és pontosan milyen folyamatok idézik elő a megfigyelt hatásokat.
Olyan mérési és elemzési módszerek kidolgozása és tesztelése, amelyekkel egy nagy magasságú nukleáris robbanás jellemzői pontosan meghatározhatók.
Annak vizsgálata, hogyan lehet megbízhatóan észlelni és azonosítani az ilyen nukleáris robbantásokat különböző detektáló rendszerekkel.

Korábbi magaslégköri tesztekből már ismert volt, hogy a nukleáris robbanások során felszabaduló töltött részecskék a Föld mágneses erővonalai mentén spirális pályán haladhatnak. Ezek az erővonalak magasan a Föld felszíne fölött ívelnek, majd az ellenkező féltekén található úgynevezett mágneses konjugált területre futnak be.

A mágneses erővonalak mentén mozgó töltött részecskék sarki fényt és más geofizikai jelenségeket idézhetnek elő nemcsak a robbanás térségében, hanem a Föld túlsó oldalán, az úgynevezett mágnesesen összekapcsolt (konjugált) területeken is. Ez azt jelenti, hogy a bolygó mágneses tere bizonyos pontokat „összeköt” egymással az északi és a déli féltekén, így ami az egyik oldalon történik, annak hatása a mágneses erővonal mentén a másik oldalon is megjelenhet. A részecskék ráadásul nem egyszerűen eltávoznak: az erővonalak mentén vissza is verődhetnek, oda-vissza pattogva a két félteke között. Ez a folyamat mesterséges sugárzási öveket hozhat létre a Föld körül. Ráadásul az ilyen hatások nem csupán pillanatnyi jelenségek, hanem akár hónapokon keresztül is fennmaradhatnak az űrkörnyezetben.

Az Operation Fishbowl valamennyi kísérletét éjszaka hajtották végre. Ez éles ellentétben állt a Szovjetunió hasonló K Project magaslégköri tesztjeivel, hiszen ők a közép-kazahsztáni, lakott szárazföldi területek felett robbantottak. Ott a teszteket nappal kellett végrehajtani, hogy elkerüljék a lakosság esetleges retinasérülését a vakító fényhatás miatt.

Az Operation Fishbowl eredeti terve szerint a kísérletek sorrendben a Bluegill, a Starfish és az Urraca nevet kapták volna. Ha egy teszt sikertelen volt, az ismétlés az eredeti névhez hozzáfűzött „Prime” jelölést kapta. Például ha a Bluegill kudarcot vallott, a következő próbálkozás Bluegill Prime lett; ha az is meghiúsult, akkor Bluegill Double Prime, és így tovább.

W49 atom töltet

Az MK43, W44, W50, MK57 és W59 típusok közös „Tsetse” elsődleges (primer) fokozatot alkalmaztak.A korábbi B-28 kétfokozatú, sugárzási implóziós bomba továbbfejlesztése volt. Egy 10 kilotonnás W-34 robbanófejet alkalmaztak gázrásegítéses (boostolt) hasadási primerként, és egy „one-point-safe” biztonsági rendszerrel rendelkezett. Mind a „Tsetse”, mind a „Python” primerek esetében problémát okozott egy trícium-hatáskeresztmetszetre vonatkozó számítási hiba, amelyre az 1960-as évek elején, a nukleáris kísérleti moratórium feloldását követően derült fény.

A Mk49 (W49) nukleáris töltetről fellelhető egyetlen publikus kép

Hossz: 138–147 cm
Átmérő: 51 cm
Tömeg: 744–762 kg
Robbanóerő: 1,44 megatonna (Mt)
Gyújtásmód: légi vagy becsapódás
Gyártás: 1958. szeptember – 1964
Fejlesztő: LASL (Los Alamos Scientific Laboratory)
Alkalmazás: Thor rakéta (Mod 0, 1, 3); a visszatérő egységek (RV) Mk-2/3

Mk-3 RV

A teszt sorozat

Bluegill – 1962. június 2.

Az első tervezett indítást közvetlenül éjfél után hajtották végre Johnston-szigetről egy Thor rakétával. Bár a rakéta pályája kezdetben normálisnak tűnt, a radarkövető rendszer elvesztette a jelet. A repülésbiztonsági tisztek elrendelték a rakéta és a rajta lévő robbanófej megsemmisítését. Nukleáris detonáció nem történt, és mérési adatok sem álltak rendelkezésre. (Felvétel az esetről a fenti YouTube videóban)

Starfish – 1962. június 19.

A Thor rakéta 59 másodpercig normál pályán repült, majd a hajtómű meghibásodott, és a szerkezet szétesni kezdett. A repülésbiztonsági tiszt 9–10 kilométeres magasságban elrendelte a rakéta és a robbanófej megsemmisítését. A rakéta egyes darabjai Johnston-szigetre hullottak vissza, jelentős mennyiségű törmelék pedig a környező óceánba esett. (Felvétel az esetről a fenti YouTube videóban)

Starfish Prime – 1962. július 9.

1962. július 9-én, 09:00 UTC időpontban a Starfish Prime tesztet sikeresen végrehajtották. A robbanás mintegy 400 kilométeres magasságban következett be, Johnston-szigettől körülbelül 29 kilométerrel délnyugatra. A tényleges hatóerő nagyon közel volt a tervezett 1,45 megatonnához. A Thor rakéta mintegy 1 100 kilométeres csúcsmagasságot ért el, a robbanófejet pedig a visszatérő pályán, a programozott 400 kilométeres magasságban hozták működésbe.

A Starfish Prime hatalmas elektromágneses impulzust (EMP) generált, amely jóval erősebb volt a vártnál. Az EMP olyan mértékű volt, hogy a mérőműszerek jelentős részét túlterhelte, és a tesztadatok egy része elveszett. A lökéshullám mintegy 1 445 kilométerre, Hawaiin is kiterjedt elektromos károkat okozott: utcai lámpák százai aludtak ki, riasztórendszerek léptek működésbe, és távközlési berendezések sérültek meg.

A detonáció után erős sarki fény jelenségeket jelentek meg nemcsak a robbanás térségében, hanem az Egyenlítő túlsó oldalán, a mágneses konjugált régióban is. A beszámolók szerint a jelenség kiterjedt és intenzív volt; a Csendes-óceán nagy területeit bevilágították az auróraszerű fények. A Starfish Prime által létrehozott mesterséges sugárzási öv hónapokig fennmaradt nagy magasságban, és számos amerikai és szovjet műholdat megrongált vagy megsemmisített.

A Telstar kommunikációs műholdat, valamint a Britek Ariel-1 műholdját is megsūtötte a tesz.

Bluegill Prime - a kilövőálláson bekövetkezett katasztrófa

A Bluegill Prime a Bluegill teszt második próbálkozása volt, célja a szuborbitális nukleáris robbantás kipróbálása egy Thor DSV-2E rakétával. Az indítás 1962. július 25-én történt, de a kilövés azonnal súlyos balesetbe torkollott.

Absolutely chilling images of Operation Bluegill Prime. This is not just a rocket exploding. It is the explosion of the Thor DSV-2E on July 26, 1962, over Johnston Island. Its particularity? Under the nose cone was a 400-kiloton W50 nuclear warhead.pic.twitter.com/guWymWsF7w
— Space Intelligence (@SpaceIntel101) February 14, 2026

A rakétán egy beragadt szelep megakadályozta, hogy a folyékony oxigén (LOX) a hajtómű égésterébe jusson. A hajtómű elvesztette a tolóerejét, a felgyülemlett RP-1 üzemanyag pedig a forró hajtóműkamrába folyt, ahol meggyulladt, és tüzet okozott a rakéta alsó részén. Miután a Thor lángokba borult, a lőtérbiztonsági tiszt kiadta a megsemmisítési parancsot. Ez kettészakította a rakétát, átszakította mindkét üzemanyagtartályt, teljesen megsemmisítve a hordozót, és súlyosan megrongálva az indítóállást..

A robbanás következményei azonnaliak és pusztítóak voltak:

A rakéta teljesen megsemmisült, a Thor DSV-2E darabokra szakadt.

A W50 nukleáris robbanófej hagyományos robbanóanyagai detonáltak, így nukleáris láncreakció nem indult be. Maga a nukleáris töltet ekkor még nem volt élesítve.

Az indító állás szinte teljesen megsemmisült, a rakéta körüli infrastruktúra romokban hevert, beleértve szerelőállványokat és a kiszolgáló elektromos rendszereket. A robbanás és a detonáció következtében radioaktív anyagok, köztük plutónium és egyéb nukleáris komponensek kerültek a környezetbe, szennyezve a kilövőállást és a közeli talajterületeket.

A baleset után az egész indító állást és annak környezetét teljes mértékben mentesíteni kellett minden radioaktív szennyezéstől. A rakéta roncsait, az összeomlott pad betonmaradványait és a sérült szerelvényeket összegyűjtötték és elszállították. A plutóniummal szennyezett földréteget több centiméter mélységben eltávolították. Az állványok, szerelőpadok, elektromos berendezések és a kilövőállás egyéb elemeit felületfertőtlenítést és sugárzásmérő ellenőrzést kaptak. A baleset hónapokra megbénította a Fishbowl-programot,

Thor IRBM

A Thor fejlesztése 1955 novemberében indult, az amerikai légierő önálló közepes hatótávolságú ballisztikus rakéta (IRBM) képességhez jusson. Ekkor a hadsereghez tartozó U.S. Army Ballistic Missile Agency (ABMA) már fejlesztette a Redstone és a Jupiter rakétákat, ami nyomán éles rivalizáláshoz alakult ki a két haderőnem között.

A Thor koncepciója érdemben különbözött a Jupiterétől, hiszen a Jupiter mobil rendszernek készült egyszerű indítóállvánnyal, a Thor fix telepítésű infrastruktúrát igényelt, így a földi kiszolgáló berendezések a teljes fejlesztési költség 87%-át tették ki. A fejlesztési filozófia is különbözött: az ABMA házon belül tervezte és tesztelte a Jupitert, míg a légierő már a koncepció jóváhagyásakor a teljes rendszerre szóló gyártási szerződéses megállapodást kötött 1955 decemberében a Douglas Aircraft céggel. Az 1956-os „Wilson Memorandum” megvonta a hadseregtől a 200 mérföld feletti hatótávolságú rakéták jogát, így a légierő két IRBM-programot is folytathatott. A Thor a legmagasabb nemzeti prioritást kapta az SM-65 Atlas mellett.

A Thor fejlesztésének egyik fontos kitétele volt, hogy beférjen a légierő C133 teherszállító repülőgépébe - ezért is a kezdeti "tömpe orr" kialakítás.

A WS-315A programban SM-75 jelölést kapott. Az első példányt 1956 októberében adták át, mindössze 11 hónappal a koncepció után. A Thor egyfokozatú, folyékony hajtóanyagú rakéta; törzsének kétharmadát a hajtóanyag-tartály foglalta el. A Rocketdyne hajtóműve folyékony oxigén (LOX) és RP-1 (kerozin) keverékét égette, induláskor mintegy 150 000 font tolóerőt biztosítva. Két, egyenként kb. 1 000 fontos tolóerejű vernier hajtómű felelt az iranyitasért. Inerciális irányítórendszere folyadékcsillapítású giroszkópokat alkalmazott, a visszatérő egység pedig réz hőelnyelő burkolatot kapott, amelyet eredetileg az Atlas számára terveztek.

Az első négy tesztindítás 1957 elején sikertelen volt, de a hibák kijavítása után a rendszer 1959-re hadrafoghatóvá vált. A Thor rakétákat az Egyesült Királyságban telepítették; 1961-re 20 század állt készenlétben Angliában. Az ICBM-technológia gyors fejlődése miatt 1965-re kivonták a szolgálatból, ugyanakkor a Thor alapfokozatként meghatározó szerepet játszott a későbbi Delta hordozórakéta-család kialakulásában. Többek között ezeket a hadrendből kivont egységeket használták a nukleáris tesztekhez

Bluegill Double Prime – 1962.10.15.

A Bluegill Prime kudarca után 82 nappal újabb indítási kísérlet történt. A Thor rakéta a start után mintegy 85 másodperccel meghibásodott, és irányíthatatlanul pörögni kezdett. A lőtérbiztonsági tiszt ismét elrendelte a rakéta és a nukleáris robbanófej megsemmisítését.

Checkmate – 1962.10.19.

Helyi idő szerint 90 perccel éjfél előtt a Johnston-szigeten egy XM-33 Strypi rakéta alacsony hatóerejű nukleáris robbanófejet indított, amely 147 km magasságban sikeresen felrobbant. A robbanóerő 10–20 kilotonna között volt.

A szigeten tartózkodó megfigyelők egy zöld és kék színű, kör alakú fényjelenséget láttak, amelyet vérvörös gyűrű vett körül; ez kevesebb mint egy perc alatt elhalványult. Kékeszöld „fénycsóvák” és számos rózsaszín sáv alakult ki, utóbbiak mintegy 30 percig láthatók maradtak. Szamoán a megfigyelők fehér felvillanást észleltek, amely narancssárgára halványult, majd körülbelül egy perc alatt eltűnt.

Bluegill Triple Prime – 1962.10.25.

A Bluegill teszt negyedik nekifutásra végül sikeres detonációval zárult, helyi idő szerint körülbelül egy perccel éjfél előtt. Hivatalosan csak „szub-megatonnás” robbanásként jelentették (azaz 200 kilotonnánál nagyobb, de 1 megatonnánál kisebb), azonban az amerikai nukleáris kísérleteket figyelő szakértők többsége úgy véli, hogy a robbanóerő körülbelül 400 kilotonna volt.

Mivel az Operation Fishbowl összes tesztjét éjszakára tervezték, a szemkárosodás, különösen a maradandó retina-sérülés kockázata kiemelt szempont volt. A Bluegill, Kingfish és Checkmate kísérletek tervezett robbanási magasságán a hőimpulzus időtartama nagyságrendileg megegyezik vagy rövidebb, mint az emberi pislogás természetes ideje (átlagosan kb. 150 milliszekundum). Emellett a légköri fénycsillapítás ilyen magasságban jellemzően kisebb, mint a tengerszinti vagy ahhoz közeli robbanások esetében, így a szemkárosodás veszélye súlyosabb.

A Bluegill Triple Prime teszt során két Johnston-szigeten szolgáló katona retina-sérülést szenvedett. Egyikük sem viselte a védőszemüvegét a detonáció pillanatában.

A magaslégköri nukleáris robbanás

A szakirodalom a 100 000 lábnál (≈ 30 km) nagyobb magasságban végzett nukleáris robbanást sorolja ide. E szint felett a levegő sűrűsége annyira alacsony, hogy a fegyver energiájának kölcsönhatása a környezettel jelentősen eltér az alacsonyabb magasságokban tapasztaltaktól, és ez a hatás a magasság növekedésével tovább változik.

Például a lökéshullámmá és robbanási nyomáshullámmá alakuló energia aránya kisebb, és a robbanás magasságának növekedésével tovább csökken. Két fő tényező befolyásolja a nagy magasságban kisugárzott hőenergia mennyiségét.

Egyrészt a ritkább levegőben a lökéshullám sokkal kevésbé alakul ki, ezért a tűzgömb több hőenergiát tud kisugározni, mint alacsonyabb magasságban, ahol az energia jelentős része a légrobbanás mechanikai hatásainak létrehozására fordítódna.

Másrészt a ritka levegő lehetővé teszi, hogy a robbanásból származó energia jóval nagyobb távolságra jusson el, mint sűrűbb légkörben. Ennek az energiának egy része egyszerűen felmelegíti a levegőt a tűzgömbtől távolabb eső régiókban, és nem járul hozzá a rövid idő alatt kisugározható hőenergiához.

Általánosságban az első tényező 100 000 és 140 000 láb (≈ 30–43 km) közötti magasságban a meghatározó, és ebben a tartományban a robbanási energia nagyobb hányada jelenik meg hősugárzás formájában, mint alacsonyabb magasságokban. 140 000 láb (≈ 43 km) felett azonban a második tényező válik dominánssá, és a robbanás pillanatában hősugárzásként megjelenő energia aránya csökken.

A fegyver energiájának azon része, amely nukleáris sugárzás formájában szabadul fel, alapvetően független a robbanás magasságától. Ugyanakkor az, hogy ez az energia milyen arányban oszlik meg gamma-sugárzás és neutronok között egy adott távolságban, változhat, mivel alacsonyabb magasságokban a gamma-sugárzás jelentős része a neutronok és a levegő nitrogénatomjai közötti kölcsönhatásokból származik.

A kezdeti nukleáris sugárzás csillapodása a robbanástól mért távolság növekedésével attól függ, hogy a sugárzás milyen légoszlopon halad keresztül. Ennek következtében azonos robbanóerő (hozam) esetén a Föld felszínén, azonos ferde távolságban, nagyobb dózisú kezdeti nukleáris sugárzás érkezik egy magaslégköri robbantásból, mint egy közepes magasságú (több tíz kilométer alatti) légrobbanásból. Mindkét esetben azonban a hasadási termékekből és egyéb maradványokból származó maradványsugárzás a felszínen nem jelentős.

Mind a kezdeti, mind a maradvány nukleáris sugárzás magaslégköri robbantások esetén kölcsönhatásba lép a légkör alkotóelemeivel, és elektronokat szakít ki az atomokból és molekulákból. Mivel az elektron negatív elektromos töltésű, az atom vagy molekula visszamaradó része pozitív töltésűvé válik, azaz pozitív ion keletkezik. Ezt a folyamatot ionizációnak nevezik, az így keletkező szabad elektronok és pozitív ionok pedig úgynevezett ionpárokat alkotnak.

Az ilyen nagy mennyiségben keletkező töltéshordozók magas magasságban komoly zavarokat okozhatnak a rádió- és radarrendszerek működésében. A gamma-sugárzás által létrehozott szabad elektronok kölcsönhatásba léphetnek a Föld mágneses mezejével, és kiterjedt, erős elektromágneses tereket hozhatnak létre, amelyek több száz vagy akár több ezer kilométeres területen is károsíthatják a nem védett elektromos és elektronikai berendezéseket. Ezt a jelenséget elektromágneses impulzusnak (EMP) nevezik. EMP felszíni és alacsony magasságú légrobbanások esetén is kialakulhat, azonban ezeknél a hatás lényegesen kisebb kiterjedésű.

Kingfish – 1962.11.01.

A Kingfish volt a Fishbowl-sorozat negyedik sikeres tesztje. Hivatalosan ezt is "csak" megatonna alatti robbanásként közölték, de a legtöbb független megfigyelő szerint ugyanazt a mintegy 400 kilotonnás robbanófejet alkalmazták, mint a Bluegill Triple Prime esetében.

A Johnston-szigeten tartózkodók az első percben sárgásfehér, fénylő kört láttak intenzív lila fénycsóvákkal. A csóvák közül néhány időnként gyors csavarodó mozgást mutatott. A robbanási ponttól kissé délre egy nagy, halványzöld folt jelent meg, amely növekedett, és öt perc elteltével ez vált a legdominánsabb látható jelenséggé. Egy órával a robbanás után (H+1) a zöld szín tompa szürkévé vált, de a jelenség három órán keresztül fennmaradt.

Oahun egy erős felvillanást észleltek, majd körülbelül 10 másodperc múlva egy nagy fehér fénygömb látszott lassan kiemelkedni a tengerből, amely mintegy 9 percig volt látható.

Miután a Starfish Prime kísérlet során az elektromágneses impulzus (EMP) mérések többsége azért vallott kudarcot, mert az EMP sokkal erősebb volt a vártnál, a Bluegill Triple Prime és a Kingfish teszteknél különös gondot fordítottak a pontos EMP-mérésekre. A Fishbowl-hadművelet előtt feltételezett EMP-mechanizmust a Starfish Prime eredményei egyértelműen megcáfolták. Ezeknél a későbbi teszteknél a prompt gamma-sugárzás kibocsátását is gondosan mérték, hogy új elméletet lehessen kidolgozni és megerősíteni a nagy magasságú EMP keletkezési mechanizmusára.

Tightrope – 1962.11.03.

A Tightrope tesztet a kisebb Nike-Hercules rakétával hajtották végre, így a detonáció is alacsonyabb magasságban történt, mint a többi Fishbowl-kísérlet esetében. A robbanóerőt a legtöbb hivatalos dokumentum csupán „20 kilotonnánál kisebbként” hivatkozza.

A Johnston-szigeten intenzív atomvillanás volt látható. Még védőszemüvegen keresztül is túl fényes volt a robbanás ahhoz, hogy akár néhány másodpercig is nézni lehessen. A szabad bőrfelületen jól érzékelhető hőimpulzus jelentkezett. Egy sárgás-narancssárga korong alakult ki, amely lila „fánk” (gyűrű) formává alakult át. Egy izzó lila felhő néhány percig halványan látható maradt.

Végül a Tightrope lett az Egyesült Államok utolsó ilyen típusú nukleáris kísérlete. A program hivatalosan lezárult, de a később feloldott dokumentumokból kiderül, hogy ez korántsem a lehetőségek kimerülése miatt történt. Legalább egy tucat további magaslégköri robbantást terveztek, amelyek végül már nem valósultak meg.

Elképesztő belegondolni: az Operation Fishbowl keretében mindössze néhány hónap alatt hat Thor rakétát indítottak, amelyek közül három megsemmisült a hordozott nukleáris töltettel együtt, de a sorozatos kudarcok ellenére a program végül öt sikeres nagy magasságú nukleáris robbantással zárult.

Források;