مقياس البانغميتر

مقياس الإشعاع الجوي (بانغميتر) هو مقياس إشعاع غير تصويري يُركّب على أقمار الاستطلاع والملاحة للكشف عن الانفجارات النووية في الغلاف الجوي وتحديد قوة السلاح النووي. ^{[ 1 ]} كما يُركّب على بعض المركبات القتالية المدرعة ، ولا سيما مركبات الاستطلاع النووي والبيولوجي والكيميائي ، للمساعدة في الكشف عن الانفجارات النووية التكتيكية وتحديد مواقعها وتحليلها. وغالبًا ما يُستخدم إلى جانب أجهزة استشعار الضغط والصوت في هذا الدور، بالإضافة إلى أجهزة استشعار الإشعاع القياسية. وقد تُجهّز بعض المخابئ النووية والمنشآت العسكرية أيضًا بمثل هذه المستشعرات إلى جانب أجهزة الكشف عن الأحداث الزلزالية .

تم تطوير جهاز قياس نسبة البانغ في مختبر لوس ألاموس الوطني بواسطة فريق بقيادة هيرمان هورلين. ^{[ 2 ]}

تم اختراع جهاز قياس الانفجار النووي (بهانغميتر) وبناء أول نموذج أولي له عام 1948 لقياس انفجارات التجارب النووية لعملية ساندستون . لاحقًا، قامت شركة EG&G ببناء نماذج أولية وأجهزة إنتاجية ، وصاغ فريدريك راينز اسم "بهانغميتر" عام 1950. ^{[ 3 ]} أصبحت أجهزة بهانغميتر أدوات قياسية تُستخدم لمراقبة التجارب النووية الأمريكية . تم تطوير جهاز بهانغميتر من طراز Mod II لمراقبة انفجارات عمليتي باستر-جانغل (1951) وتامبلر-سنابر (1952). ^{[ 4 ]} مهدت هذه التجارب الطريق لنشر واسع النطاق لأجهزة بهانغميتر في جميع أنحاء أمريكا الشمالية مع نظام إنذار القنابل (1961-1967 ) .

وقع الرئيس الأمريكي جون إف. كينيدي والسكرتير الأول للحزب الشيوعي السوفيتي نيكيتا خروتشوف معاهدة الحظر الجزئي للتجارب النووية في 5 أغسطس 1963، ^{[ 5 ]} بشرط أن يكون لكل طرف الحق في استخدام وسائله التقنية الخاصة لمراقبة حظر التجارب النووية في الغلاف الجوي أو في الفضاء الخارجي. ^{[ 6 ]}

تم تركيب أجهزة قياس الضغط لأول مرة في عام 1961 على متن طائرة أمريكية معدلة من طراز KC-135A لمراقبة الاختبار السوفيتي المعلن مسبقًا لقنبلة القيصر . ^{[ 7 ]}

كانت أقمار فيلا الصناعية أولى أجهزة الرصد الفضائية التي طُوّرت بالاشتراك بين القوات الجوية الأمريكية وهيئة الطاقة الذرية . لم تكن أقمار فيلا من الجيل الأول مزودة بمقاييس البانغ، بل بمستشعرات الأشعة السينية لرصد النبضة المفردة المكثفة من الأشعة السينية الناتجة عن الانفجار النووي. ^{[ 8 ]} أما أقمار فيلا المتقدمة، فكانت أولى الأقمار الصناعية التي زُوّدت بمقاييس البانغ .

منذ عام 1980، أُدرجت أجهزة قياس التشويش (bhangmeters) في أقمار الملاحة الأمريكية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) . ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

صُممت مستشعرات الثنائيات الضوئية المصنوعة من السيليكون للكشف عن النبضة المزدوجة الساطعة المميزة للضوء المرئي ( المعروفة أيضًا بالوميض المزدوج ) المنبعثة من انفجارات الأسلحة النووية في الغلاف الجوي . ^{[ 2 ]} تتكون هذه البصمة من وميض قصير وكثيف يستمر حوالي 1 مللي ثانية، يليه انبعاث ضوئي ثانٍ أطول بكثير وأقل كثافة، يستغرق جزءًا من الثانية إلى عدة ثوانٍ للظهور. ^{[ 12 ]} تُعد هذه البصمة، ذات الحد الأقصى المزدوج للكثافة، سمة مميزة للانفجارات النووية في الغلاف الجوي، وهي ناتجة عن تحول الغلاف الجوي للأرض من معتم للضوء المرئي إلى شفاف مرة أخرى مع انتقال موجة الصدمة الناتجة عن الانفجار عبره. ^{[ 10 ]}

يحدث هذا التأثير لأن سطح كرة اللهب الأولية يُغطى بسرعة بموجة الصدمة المتوسعة، وهي موجة الصدمة الجوية المكونة من البلازما المتأينة لما كان يُعرف سابقًا بغلاف الجهاز ومواده الأخرى. ^{[ 13 ]} ورغم أنها تُصدر كمية كبيرة من الضوء، إلا أنها معتمة وتمنع كرة اللهب الأكثر سطوعًا من النفاذ. والنتيجة النهائية المسجلة هي انخفاض في الضوء المرئي من الفضاء الخارجي مع توسع موجة الصدمة، مما يُنتج الذروة الأولى التي يسجلها مقياس البانغ.

مع تمددها، تبرد الموجة الصدمية وتصبح أقل شفافية للضوء المرئي المنبعث من كرة اللهب الداخلية. ويبدأ مقياس البانغ في تسجيل زيادة في شدة الضوء المرئي. يؤدي تمدد كرة اللهب إلى زيادة مساحة سطحها، وبالتالي زيادة كمية الضوء المرئي المنبعث إلى الفضاء. تستمر كرة اللهب في التبريد، فتبدأ كمية الضوء في التناقص تدريجيًا، مما يتسبب في ظهور الذروة الثانية التي يرصدها مقياس البانغ. ويمكن استخدام الفترة الزمنية بين الذروتين الأولى والثانية لتحديد ناتجها النووي . ^{[ 14 ]}

يكون التأثير واضحاً لا لبس فيه بالنسبة للانفجارات التي تحدث على ارتفاع أقل من 30 كيلومتراً (19 ميلاً) ، ولكن فوق هذا الارتفاع ينتج نبضة واحدة أكثر غموضاً. ^{[ 15 ]} 

اسم الكاشف تورية [ ^{3 ] أطلقها} عليه فريد راينز ، أحد العلماء العاملين في المشروع. الاسم مشتق من كلمة " بهانغ " الأردية /الهندية ، وهي نوع من القنب يُزرع محليًا ويُدخن أو يُشرب لإحداث تأثيرات مُسكرة، والفكاهة تكمن في أن المرء سيحتاج إلى تعاطي المخدرات ليصدق أن أجهزة كشف "بهانغميتر" ستعمل بشكل صحيح. وهذا على عكس "بانغميتر" الذي قد يربطه المرء بالكشف عن الانفجارات النووية. ^{[ 3 ]}

• حادثة فيلا
• WC-135 كونستانت فينيكس
• الاستخبارات النووية
• ماسينت الكهروضوئي

• تسيبس، كوستا؛ هافيميستر، ديفيد دبليو؛ جينواي، بيني (1986). التحقق من الحد من التسلح: التقنيات التي تجعله ممكنًا . واشنطن: دار نشر بيرغامون-براسي الدولية للدفاع. ISBN 9780080331720.
• بريدورسكي، ويليام سي. (2003). "عيون في الفضاء: أجهزة استشعار للتحقق من المعاهدات والبحوث الأساسية" (ملف PDF) . مجلة لوس ألاموس للعلوم . 28. تاريخ الاسترجاع: 17 يونيو 2012 .
• هيغبي، بول ر .؛ بلوكر، نورمان ك. (1993). نظام كشف التفجيرات النووية على أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (ملف PDF) . مختبر لوس ألاموس الوطني. doi : 10.2172/10185731 . OSTI 10185731. S2CID 118978885. تاريخ الاسترجاع: 17 يونيو 2012 .  
• باراش، جاي إي. (نوفمبر 1979). وميض ضوئي ناتج عن انفجار نووي في الغلاف الجوي (ملف PDF) . المجلد  LASL-79-84. مختبر لوس ألاموس الوطني.
• الجيش الأمريكي (1952). التقرير النهائي لعملية آيفي، فرقة العمل المشتركة 132 (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 11 مارس 2014.