Aqui está um fato assustador: se houvesse armas nucleares em órbita, não faríamos ideia. O Tratado do Espaço Exterior – estabelecido em 1967 e assinado por 118 países – proíbe a implantação de armas nucleares no espaço, mas actualmente não há forma de verificar se um satélite não é transportado pelos militares.
Este é um grande problema. À medida que as nações expandem rapidamente as suas capacidades de lançamento espacial e reforçam a sua presença em órbita, alguns especialistas acreditam que é apenas uma questão de tempo até que os conflitos geopolíticos se espalhem para além do planeta. A ameaça crescente da guerra baseada no espaço exige um aumento da recuperação de armas para garantir que todos os países signatários cumprem os termos do Tratado do Espaço Exterior, mas desenvolver uma forma de detectar armas nucleares no espaço é um problema de engenharia.
Areg Danagoulian, professor associado de ciência e engenharia nuclear no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, propôs-se o desafio. UM Estudos de prova de conceito Publicado hoje na revista Nature, ele propôs um sistema de sensores baseado em satélite que poderia orbitar uma nave espacial suspeita e detectar nêutrons produzidos por prótons de alta energia colidindo com material radioativo – a assinatura de uma arma termonuclear.
Desafios de detecção de armas baseadas no espaço
Em 1962, quando os Estados Unidos detonaram o teste nuclear Starfish Prime, cerca de 250 milhas (400 km) acima do Oceano Pacífico, o satélite estava cerca de um terço na órbita baixa da Terra. danificado ou destruído.
A radiação foi a principal culpada. A explosão injetou um grande número de elétrons carregados no cinturão interno de Van Allen, um dos dois cinturões de radiação em forma de rosca que circundam a Terra. Isto aumentou a sua população de electrões em várias ordens de grandeza, de acordo com Danagulyan. À medida que os satélites passavam pelo cinturão, seus componentes eletrônicos e painéis solares foram significativamente degradados.
Hoje, existem milhares de outros satélites no espaço e a nossa vida moderna depende deles. Embora uma detonação nuclear baseada no espaço não causasse vítimas diretas, poderia desativar ou destruir satélites que sustentam as comunicações, a navegação GPS, a previsão meteorológica, a vigilância e os sistemas de alerta de mísseis. Tanto a infra-estrutura militar como a civil dos EUA dependem fortemente de satélites, o que significa que uma única explosão poderia causar perturbações generalizadas e enfraquecer as capacidades de defesa.
Apesar deste risco, a única protecção contra explosões nucleares no espaço é o Tratado do Espaço Exterior. “Embora a OST tenha quase 60 anos, sempre lhe faltou meios robustos de triagem de ameaças nucleares baseadas no espaço”, escreveu Danagulyan no seu relatório. Isso ocorre em parte porque o desenvolvimento de um método de verificação é tecnicamente desafiador: a órbita baixa da Terra é um ambiente de radiação hostil, de modo que os métodos tradicionais de detecção nuclear seriam sobrecarregados pelo bombardeio de prótons e elétrons presos no cinturão de Van Allen interno, explica ele.
Mas o cinturão interno de Van Allen também poderia ajudar a revelar armas termonucleares ocultas, segundo Danagulian. Se um satélite transportador passasse por esta região rica em prótons e elétrons, emitiria uma tonelada de nêutrons como resultado da fragmentação induzida por prótons. É quando os prótons de alta energia atingem elementos pesados como o urânio – o material radioativo usado na maioria das armas termonucleares – e eliminam nêutrons e outras partículas.
Com base em suposições razoáveis sobre a quantidade e tamanho do urânio, ele estima que uma arma termonuclear poderia emitir 40 milhões de nêutrons por segundo quando encontra prótons de alta energia nos cinturões de Van Allen, produzindo um sinal detectável.
“Mas apenas ter um sinal não significa que você será capaz de vê-lo”, disse Danagoulian ao Gizmodo. Para realmente detectar uma ogiva, ele teve que construir um instrumento que pudesse classificar o som de todas as partículas na órbita baixa da Terra. “É preciso ser capaz de distinguir entre prótons vindos de fora e nêutrons vindos de satélites”, disse ele.
Um primeiro passo importante
O satélite “Inspetor” de Danagulyan foi projetado para orbitar abaixo do satélite suspeito, passando ao lado dele pelo cinturão de Van Allen. Como tanto o inspetor quanto o suspeito encontram partículas carregadas no cinto, o sensor deve separar os nêutrons emitidos pelo satélite suspeito da barragem constante de prótons que atinge o detector.
Para fazer isso, Danagulyan construiu um sensor que filtra os prótons que chegam, deixando para trás o sinal de nêutrons revelador que poderia indicar a presença de urânio. Mas há outro problema.
“Há um nêutron massivo, também chamado de nêutron albedo, que vem da Terra”, explicou ele. Esses nêutrons são produzidos por raios cósmicos que atingem a atmosfera, criando outro sinal de fundo que pode interferir na detecção de ogivas. O sistema de sensores de Danagulyan superará isso usando detecção direcional para determinar se um nêutron veio de um satélite acima ou da Terra abaixo. É por isso que o inspetor deve circular sob o suspeito.
Para validar o seu projecto, Danagoulian modelou um cenário em que um satélite transportando uma arma termonuclear passaria através da cintura interna de Van Allen ao mesmo tempo que o seu satélite inspector, localizado a cerca de 2,5 milhas (4 km) de distância. Os resultados mostraram que o observador poderia filtrar o som e detectar os nêutrons emitidos pela ogiva, farejando-a com eficácia.
Embora seu estudo mostre que sua ideia é teoricamente viável, Dangoulian espera que outros pesquisadores a melhorem. “Espero que as pessoas peguem essa ideia e comecem a construir um protótipo, e espero que tenham uma configuração simples”, disse ele. “Talvez o sistema que proponho ainda seja muito complicado.”
No entanto, este trabalho marca um primeiro passo importante no desenvolvimento de um sistema de verificação de ogivas para ajudar a manter os termos do Tratado do Espaço Exterior. À medida que aumenta a ameaça da guerra baseada no espaço, é imperativo preencher esta lacuna.
