Bugün öğrendim ki: Bugün hatırladım, 1962'de "Starfish Prime" olarak bilinen bir operasyonda, Amerika Birleşik Devletleri, Hawai'i'nin yaklaşık 1450 km güneyinde, yüksek irtifada bir nükleer bomba patlattı. Patlamanın yaydığı elektromanyetik darbe, Pasifik Okyanusu'nun geniş bir bölümünde atmosferde parlak kutup ışıkları oluşmasına neden oldu.
Pasifik Okyanusu'nda Konum
BilgiÜlkeAmerika Birleşik DevletleriTest serisiOperation FishbowlTest alanıJohnston AtolüTarih9 Temmuz 1962;
63 yıl önce ()Test tipiAtmosfer dışıVerim1.4 Mt (5.9 PJ)
Starfish Prime, Atom Enerjisi Komisyonu (AEC) ve Savunma Atom Destek Ajansı'nın ortak çabasıyla Amerika Birleşik Devletleri tarafından yürütülen yüksek irtifa bir nükleer testti. 9 Temmuz 1962'de Johnston Atolü'nden fırlatıldı ve uzayda yapılan en büyük nükleer test ve ABD'nin uzayda gerçekleştirdiği beş testten biriydi.
Los Alamos Bilim Laboratuvarı'nda tasarlanan bir W49 termonükleer savaş başlığı (ve bir Mk. 2 yeniden giriş aracı) taşıyan bir Thor roketi, Pasifik Okyanusu'ndaki Hawaii'nin yaklaşık 900 mil (1.450 km) batı-güneybatısında bulunan Johnston Atolü'nden fırlatıldı. Patlama, Johnston Atolü'nün 19 mil (31 km) güneybatısındaki bir noktanın üzerinde, 250 mil (400 km) yükseklikte gerçekleşti. 1,4 Mt (5,9 PJ) verime sahipti. Hawaii'den görüldüğü üzere patlama, saat 23:00 Hawaii saati civarında ufkun yaklaşık 10° üstündeydi.[1]: 3
Operation Fishbowl
[düzenle]
Ana madde: Operation Fishbowl
Starfish testi, 30 Ağustos 1961'de Sovyetler Birliği'nin üç yıllık test moratoryumunu sona erdireceğini açıklamasının ardından 1962'de başlatılan daha büyük Operation Dominic testleri dizisi içinde bir araya getirilmiş beş yüksek irtifa testinden biriydi.[2]
1958'de Amerika Birleşik Devletleri, birçok beklenmedik sonuç üreten ve birçok yeni soru ortaya atan altı yüksek irtifa nükleer testini tamamlamıştı. ABD Hükümeti Proje Sorumlusu'nun Starfish Prime projesi hakkındaki Geçici Raporuna göre:[3]
Önceki yüksek irtifa nükleer testleri: YUCCA, TEAK ve ORANGE artı üç ARGUS atışı yetersiz bir şekilde ölçülmüş ve aceleyle yürütülmüştür. Az miktardaki verilerin kapsamlı çalışmalarına rağmen, bu patlamaların mevcut modelleri yetersiz ve belirsizdir. Bu modeller, diğer yüksekliklere ve verimlere herhangi bir güvenle ekstrapolasyon yapılmasına izin verecek kadar belirsizdir. Bu nedenle, daha iyi enstrümantasyona ek olarak, bir dizi yükseklik ve verimi kapsayan daha fazla teste güçlü bir ihtiyaç vardır.
Starfish testi başlangıçta Fishbowl serisinde ikinci olarak planlanmıştı, ancak ilk fırlatma (Bluegill) radar takip ekipmanı tarafından kaybedildi ve uçuşta imha edilmek zorunda kaldı.[4]: 247
20 Haziran'daki ilk Starfish fırlatma girişimi de bu sefer Thor fırlatma aracının arızası nedeniyle uçuşta iptal edildi. Thor füzesi 59 saniye boyunca normal bir yörüngede uçtu; daha sonra roket motoru durdu ve füze parçalanmaya başladı. Menzil güvenlik görevlisi füzenin ve savaş başlığının imha edilmesini emretti. Füze imha edildiğinde 30.000 ile 35.000 fit (9.100 ve 10.700 m) yükseklikteydi. Füzenin parçaları ve bazı radyoaktif kontaminasyon Johnston Atolü, yakındaki Sand Adası ve çevredeki okyanusa düştü.[4]
Patlama
[düzenle]
9 Temmuz 1962'de, 09:00:09 Koordine Evrensel Zaman'da (8 Temmuz 1962, Honolulu saatiyle 23:00:09), Starfish Prime testi 250 mil (400 km) yükseklikte patlatıldı. Patlamanın koordinatları şuydu. [1]: 4 Gerçek silah verimi, çeşitli kaynakların 1,4 ila 1,45 Mt (5,9 ila 6,1 PJ) aralığında farklı değerlerde belirlediği tasarım verimine çok yakın geldi. Nükleer savaş başlığı, Thor füzesinin Johnston Atolü'nden fırlatılmasından 13 dakika 41 saniye sonra patladı.[5]
Starfish Prime, beklenenden çok daha büyük bir elektromanyetik darbe (EMP) yarattı, o kadar büyük ki çoğu enstrümanı ölçeğin dışına itti ve doğru ölçümler yapmayı çok zorlaştırdı. Starfish Prime elektromanyetik darbesi ayrıca Hawaii'de, patlama noktasından yaklaşık 900 mil (1.450 km) uzaklıkta, yaklaşık 300 sokak lambasını söndürerek,[1]: 5 çok sayıda hırsız alarmını tetikleyerek ve bir telefon şirketinin mikrodalga bağlantısını hasara uğratarak[6] halkın bu etkileri bilmesini sağladı. Mikrodalga bağlantısına verilen EMP hasarı, Kauai'den diğer Hawaii Adaları'na yapılan telefon görüşmelerini durdurdu.[7]
Starfish Prime patlamasından deneysel veriler elde etmek için Johnston Atolü'nden toplam 27 küçük roket fırlatıldı. Buna ek olarak, Hawaii Adaları'ndaki Barking Sands, Kauai'den çok sayıda roketle taşınan cihaz fırlatıldı.[8]
Çok sayıda Amerika Birleşik Devletleri askeri gemisi ve uçağı, Johnston Atolü bölgesinde ve yakındaki Kuzey Pasifik bölgesinde Starfish Prime'ı desteklemek için faaliyet gösteriyordu.
Samoa Adaları yakınlarındaki Güney Pasifik Okyanusu bölgesinde de birkaç askeri gemi ve uçak konuşlandırıldı. Bu konum, nükleer patlamanın konumundan Dünya'nın manyetik alanının manyetik alan çizgisinin güney ucunda, test için "güney eşlenik bölge" olarak bilinen bir alandı. Sovyetler Birliği'nden davetsiz bir bilimsel keşif gemisi test için Johnston Atolü yakınlarında konuşlandırıldı ve başka bir Sovyet bilimsel keşif gemisi Samoa Adaları yakınlarındaki güney eşlenik bölgesindeydi.[9]
Starfish Prime patlamasından sonra, patlama bölgesinde ve patlamanın diğer tarafındaki ekvatorun diğer tarafındaki güney eşlenik bölgesinde parlak auroralar gözlemlendi. İlk teknik raporlardan birine göre:[8]
Patlama nedeniyle görünen olaylar yaygın ve oldukça yoğundu; Pasifik'in çok geniş bir alanı, güney manyetik eşlenik alanının (Tongatapu) çok güneyinden patlama alanına kadar ve kuzey eşlenik alanının (Fransız Frigate Sığlıkları) çok kuzeyine kadar aurora olayları tarafından aydınlatıldı... Patlamadan sonra alacakaranlıkta, lityum ve diğer döküntülerden ışığın rezonans saçılması, atmosferde uzun süre kalıcı kalıntıların varlığını doğrulayan birçok gün boyunca Johnston ve Fransız Frigate Sığlıklarında gözlemlendi. İlginç bir yan etki, Yeni Zelanda Kraliyet Hava Kuvvetleri'nin denizaltı karşıtı manevralarda bombanın ışığıyla desteklenmiş olmasıydı.
Bu aurora etkileri, daha önce Operation Argus yüksek irtifa nükleer atışlarında çalışan bilim insanı Nicholas Christofilos tarafından kısmen öngörüldü.
Amerikalı atom gazisi Cecil R. Coale'e göre,[10] Hawaii'deki bazı oteller Starfish Prime için çatılarında "gökkuşağı bomba" partileri düzenledi ve yapay auroranın beklenmedik olduğu bazı raporları yalanladı.
"Starfish Prime'ın Teknik Sonuçlarına 'Hızlı Bir Bakış'" (Ağustos 1962) şöyle belirtiyor:[8]
1.400 [deniz] mil [2.600 km; 1.600 mil] batıda bulunan Kwajalein'de, yoğun bir bulut örtüsü doğu ufkunda 5 veya 8 derece yüksekliğe kadar uzanıyordu. 0900 GMT'de, bulutların arasından parlak beyaz bir flaş geçti ve hızla genişleyen yeşil bir parıltı topuna dönüştü ve bulut örtüsünün üstündeki açık gökyüzüne doğru uzandı. Yüzeyinden, sirrus bulutlarına benzeyen büyük beyaz parmaklar dışarı çıkardı ve ufka doğru 40 dereceye kadar yükselen, kutuplara doğru aşağı doğru dönen ve saniyeler içinde kaybolan süpürme yaylarında, muazzam başlangıç hızında patlamadan dışarı doğru hareket eden muhteşem eş merkezli sirrus benzeri halkalarla değiştirildi ve en dıştaki halka tepe noktasının 50 derece üstünde durduğunda durdu. Kaybolmadılar, ancak donmuş bir hareketsizlikte kaldılar. Tüm bunlar, tahminimce, 45 saniye içinde gerçekleşti. Morumsu ışık patlama noktasında magentaya döndüğünde ve solmaya başladığında, doğu yönünde 50 derece kuzeyde ve aynı anda doğu yönünde 50 derece güneyde bir ufka parlak kırmızı bir parıltı gelişmeye başladı ve içe ve yukarıya doğru genişleyerek tüm doğu gökyüzü 100 derece kuzeyden güneye ve tepe noktasına kadar uzanan donuk yanan kırmızı bir yarım daire haline geldi ve bazı küçük yıldızları sildi. Bu durum, muazzam beyaz gökkuşaklarıyla iç içe geçmiş olarak en az doksan dakika devam etti.
Johnston'da sıfır zamanda beyaz bir flaş meydana geldi, ancak birisi gözlüğünü çıkarır çıkarmaz yoğun bir ışık mevcut değildi. Atıştan bir saniye sonra, tam tepede benekli kırmızı bir disk gözlemlendi ve gökyüzünü tepe noktasından yaklaşık 45 dereceye kadar kapladı. Genel olarak, kırmızı benekli bölge doğu kısımlarında daha yoğundu. Patlamanın üzerinden geçen manyetik kuzey-güney çizgisi boyunca, beyaz-sarı bir şerit uzandı ve kuzeyden tepe noktasına doğru büyüdü. Beyaz şeritli bölgenin genişliği birkaç saniyede birkaç dereceden 30 saniyede yaklaşık 5-10 dereceye çıktı. Kuzeye doğru aurora bölgesinin büyümesi, batıdan doğuya doğru gelişen yeni çizgilerin eklenmesiyle oldu. Beyaz-sarı aurora şeritleri kuzeyden ufuktan yukarı doğru çekildi ve güneye doğru büyüdü ve yaklaşık 2 dakika sonra beyaz-sarı bantlar hala yaklaşık 10 derece genişliğindeydi ve esas olarak tepe noktasından güneye doğru uzanıyordu. Yaklaşık iki dakika sonra, kırmızı disk bölgesi batıda tamamen kaybolmuştu ve tepe noktasındaki diskin doğu kısmında hızla soluyordu. 400 saniyede, muhtemelen kuzey-güney çizgisi boyunca ve kuzeydeki ufukta bazı soluk kırmızı parıltılar dışında, tüm önemli görünür olaylar ortadan kalkmıştı. Johnston Atolü'nde patlamaya kesin olarak atfedilebilecek hiçbir ses duyulmadı.
Patlamadan güçlü elektromanyetik sinyaller gözlemlendi, önemli manyetik alan bozuklukları ve yer akımları da gözlemlendi.
2006 tarihli bir rapor, Starfish diyamanyetik boşluğunun parçacık ve alan ölçümlerini ve yapay radyasyon kuşağına enjekte edilen beta akısını açıkladı.[11] Bu ölçümler, patlamadan sonra 0,1 milisaniyeden 16 dakikaya kadar olan patlamayı tanımlar.
Christchurch, Yeni Zelanda'daki Gözlemler
[düzenle]
Starfish Prime patlaması sırasında, Canterbury Üniversitesi, Christchurch, Yeni Zelanda fizik bölümü, Christchurch'in 20 mil güneydoğusundaki Rolleston yakınlarındaki bir saha istasyonunda bir hava parıltısı fotometresi çalıştırıyordu. Fotometre, Illinois Teknoloji Enstitüsü'ndeki Dr. I. Filosofo ve diğerleri tarafından tasarlanmış ve kalibre edilmiştir.[12]
Hava parıltısı gözlem programı, Dr. C. Ellyett'in yönettiği üst atmosfer araştırmasının bir parçasıydı.
9 Temmuz 1962'de Samuel Neff ve karısı Ruth Neff, fotometreyi çalıştırmak ve herhangi bir gözlemi kaydetmek için Rolleston saha istasyonundaydı. Fotometrik sonuçlar Jeofizik Araştırma Mektupları Dergisi'nde yayınlandı.[13] Christchurch, Johnston Adası ile yaklaşık olarak aynı boylamda, ancak ekvatordan çok daha uzaktadır; sonuç olarak, Christchurch yakınlarındaki atmosfere giren Dünya'nın manyetik kuvvet çizgilerinin Johnston Adası'ndan çok uzakta olduğu ve Christchurch ile patlama arasında çok fazla bağlantı olmadığı varsayıldı. Bu varsayım yanlış çıktı.
Patlamadan beş ila on saniye sonra, manyetik tepe noktasından beyaz aurora şaftlarının çıktığı görüldü. Bir dakika içinde bu şaftlar kırmızımsı bir renk aldı ve 9:04'te (GMT) beyaz yapı, gökyüzünün çoğunu kuzeyde kaplayan ve tepe noktasından güneye doğru uzanan kırmızı bir parıltıya hakim oldu. Işık gösterisi, çıplak gözle yaklaşık on iki dakika boyunca görülebilirdi, ancak yoğunluğun fotometrik değerleri bir saatten fazla normalin üzerinde kaldı.
Fotometre, özellikle 1S ila 1D geçişlerden (557.7 nm) ve 1D ila 3P geçişlerden (630.0 nm) kaynaklanan Oksijen atomunun zemin konfigürasyonundan atomik emisyonları ölçmek için tasarlanmıştır. Bu emisyonların her ikisi de normal hava parıltısının ve auroraların bileşenleridir. Ölçümler, patlamadan iki dakika sonra 2x104 rayleigh'e kadar bir maksimum 557.7 nm gösterdi. Bu değer, normal hava parıltısı değerinin yaklaşık 200 katıydı. 630.0 nm için maksimum değer 1,8x105 rayleigh veya normal değerin 2,4x103 katıydı ve 3. sınıf bir aurora'ya karşılık geliyordu. Tepe yoğunluğu patlamadan 4 dakika sonra geldi, 557.7 nm'ye göre gecikme, 1D durumunun daha uzun ömründen kaynaklanıyor. 1D durumundan emisyon 7 dakika boyunca kesinlikle üstel bir şekilde düştü ve bu durum için bozunma sabitesinin doğru bir şekilde ölçülmesine izin verdi. Elde edilen değer (.0087sn−1), Garstang tarafından teorik olarak hesaplanan .0092 sn−1 değerine yakından uymaktadır.[14]
Patlama sırasında bir iyonosonde, Christchurch'ten yaklaşık 15 mil uzaklıktaki Godley Head'de kayıt yapıyordu. Jeofizik Gözlemevi'nden (DSIR), Christchurch'ten Geoff King ve Harvey Cumack, gözlemlenen iyonosferik ve fotometrik sonuçları birleştirerek görsel gözlemleri açıklayabilecek mekanizmalara ilişkin fikir edinmişlerdir. İyonosonde verileri ciddi şekilde bozulmuş olsa da, King ve Cumack patlamadan dört dakika sonra f bölgesindeki elektron yoğunluğunu elde edebildiler. Hava parıltısında ve aurorada oksijenin 1D durumunun uyarılması, çoğu hız katsayısının bilindiği ayrışmalı rekombinasyon süreciyle tatmin edici bir şekilde açıklanmaktadır. King ve Cumack, Neff tarafından ölçülen 630.0 nm radyasyonun yoğunluğunun, rekombinasyon tarafından üretilecek olandan kat kat daha büyük olduğunu gösterebildiler. Kalan olasılık, patlamanın ardından, gözlemlenen uyarımı elektron-atom çarpışmaları yoluyla üretecek yeterli yoğunluk ve enerjiye sahip nötr bir plazma dalgasının (iyonlar artı elektronlar) Christchurch üzerindeki atmosfere girmesiydi. Bu sonuçlar, Aralık 1962'de Yeni Zelanda Jeodezi ve Jeofizik Dergisi'nde yayınlandı.[15]
Sonrası etkiler
[düzenle]
Patlama, Dünya'nın manyetosferine yaklaşık 1029 elektron saldı.[16] Enerjik beta parçacıklarının bazıları Dünya'nın manyetik alanını takip edip gökyüzünü aydınlatırken, diğer yüksek enerjili elektronlar yakalandı ve Dünya'nın etrafında radyasyon kuşakları oluşturdu. Eklenen elektronlar, doğal iç Van Allen radyasyon kuşağındaki elektronların yoğunluğunu birkaç kat artırdı.[16] Patlamadan sonra yakalanan radyasyondan oluşan bileşim, büyüklük ve olası olumsuz etkiler hakkında çok fazla belirsizlik ve tartışma vardı.[kim tarafından?] Düşük Dünya yörüngesindeki üç uydunun devre dışı bırakılmasıyla silah uzmanları oldukça endişelendi. Bunlara TRAAC ve Transit 4B dahildi.[17] Enerjik elektronların yarı ömrü sadece birkaç gündü. O zamanlar güneş ve kozmik parçacık akılarının 10 faktörüne göre değiştiği ve enerjilerin 1 MeV'i (0,16 pJ) aşabileceği bilinmiyordu. Sonraki aylarda, bu insan yapımı radyasyon kuşakları, güneş panellerine veya elektronik aksamına zarar veren radyasyon nedeniyle altı veya daha fazla uydunun arızalanmasına neden oldu, bunlara ilk ticari röle iletişim uydusu Telstar 1 ve Birleşik Krallık'ın ilk uydusu Ariel 1 dahildir.[18][19] Telstar, TRAAC, Injun ve Ariel 1'deki dedektörler, testler tarafından üretilen radyasyonun dağılımını ölçmek için kullanıldı.[20]
1963'te Starfish Prime'ın MeV elektronlarından oluşan bir kuşak oluşturduğu bildirildi.[21] 1968'de bazı Starfish elektronlarının 5 yıl boyunca atmosferde kaldığı bildirildi.[22]
Testten bir yıl sonra, 1963'te ABD ve SSCB, tüm yer üstü nükleer denemelerini yasaklayan Kısmi Nükleer Deneme Yasağı Anlaşmasını imzaladı. Fransa ve Çin, yer üstü testlerine birkaç on yıl daha devam etti.[23]
Ortaya çıkan bilimsel keşifler
[düzenle]
Starfish bombası, kutup ve tropikal hava kütlelerinin mevsimsel karıştırma oranını belirlemeye yardımcı olan 109Cd içermekteydi.[24]
Oksijen atomunun zemin konfigürasyonunun 1D durumunun bozunma sabitesinin doğru belirlenmesi.
Ayrıca bakınız
[düzenle]
Yapay radyasyon kuşakları listesi
Nükleer silah denemeleri listesi
Referanslar
[düzenle]
Bu makale, Amerika Birleşik Devletleri hükümetinin web siteleri veya belgelerinden kamu malı materyallerini içermektedir.