انفجار نووي على ارتفاعات عالية

تنتج الانفجارات النووية على ارتفاعات عالية عن تجارب الأسلحة النووية في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض وفي الفضاء الخارجي . وقد أجرت الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي عدة تجارب من هذا القبيل على ارتفاعات عالية بين عامي 1958 و1962.

أُقرّت معاهدة الحظر الجزئي للتجارب النووية في أكتوبر/تشرين الأول 1963، منهيةً بذلك التجارب النووية في الغلاف الجوي وخارجه. وحظرت معاهدة الفضاء الخارجي لعام 1967 نشر الأسلحة النووية في الفضاء، بالإضافة إلى أسلحة الدمار الشامل الأخرى . أما معاهدة الحظر الشامل للتجارب النووية لعام 1996، فتحظر جميع التجارب النووية، سواءً فوق سطح الأرض أو تحتها، أو تحت الماء أو في الغلاف الجوي، إلا أنها لم تدخل حيز التنفيذ بعد، إذ لم تصادق عليها سوى بعض الدول الأطراف في المعاهدة.

تتكون النبضة الكهرومغناطيسية القوية الناتجة من عدة عناصر. ففي الأجزاء الأولى من النانوثانية، يظهر ما يقارب عُشر بالمئة من قوة السلاح على شكل أشعة غاما قوية تتراوح طاقتها بين ميغا إلكترون فولت وثلاثة ميغا إلكترون فولت ( MeV ، وهي وحدة طاقة). تخترق أشعة غاما الغلاف الجوي وتصطدم بجزيئات الهواء ، مُودعةً طاقتها لإنتاج كميات هائلة من الأيونات الموجبة والإلكترونات المرتدة (المعروفة أيضًا بإلكترونات كومبتون ). ثم تتسارع إلكترونات كومبتون ذات طاقة الميغا إلكترون فولت وتدور حلزونيًا على طول خطوط المجال المغناطيسي للأرض. وتُولد المجالات والتيارات الكهربائية العابرة الناتجة انبعاثات كهرومغناطيسية في نطاق ترددات الراديو من 15 إلى 250 ميغاهرتز . تحدث هذه النبضة الكهرومغناطيسية على ارتفاعات عالية بين 30 و50 كيلومترًا (19 و31 ميلًا) فوق سطح الأرض. وقد برزت إمكانية استخدامها كسلاح مضاد للأقمار الصناعية في أغسطس 1958 خلال عملية هاردتاك تيك . كانت النبضة الكهرومغناطيسية التي رُصدت في مرصد أبيا في ساموا أقوى بأربع مرات من أي نبضة ناتجة عن العواصف الشمسية ، ^{[ 1 ]} بينما في يوليو 1962، ألحق اختبار "ستارفيش برايم" أضرارًا بالأجهزة الإلكترونية في هونولولو ونيوزيلندا (على بُعد حوالي 1300 كيلومتر (810 أميال) )، وأدى إلى احتراق 300 مصباح إنارة في أواهو (هاواي)، وتفعيل حوالي 100 جهاز إنذار ضد السرقة ، وتسبب في تعطل محطة تقوية إشارة الميكروويف في كاواي ، مما أدى إلى قطع شبكة الهاتف الرئيسية عن جزر هاواي الأخرى. وقد حُدد نصف قطر التأثير الفعال لإشعاع كومبتون الناتج عن سلاح نووي كهذا في الفضاء على الأقمار الصناعية بحوالي 80 كيلومترًا (50 ميلًا) . وأُجريت المزيد من الاختبارات لتحقيق هذا الهدف، وتم تضمينها في برنامج وزارة الدفاع الأمريكية ، البرنامج 437 .  

مع ذلك، توجد مشاكل متعلقة بالأسلحة النووية تنتقل إلى سيناريوهات الاختبار والنشر. فبسبب النطاق الواسع جدًا للأحداث النووية، كان من شبه المستحيل منع الضرر العشوائي الذي يلحق بالأقمار الصناعية الأخرى، بما في ذلك أقمارنا الصناعية. وقد أنتجت تجربة "ستارفيش برايم" حزامًا إشعاعيًا اصطناعيًا في الفضاء، سرعان ما دمر ثلاثة أقمار صناعية ( أرييل ، وتراك ، وترانزيت 4 بي، حيث فشلت جميعها بعد عبورها الحزام الإشعاعي، بينما عانت أقمار كوزموس 5 ، وإنجون 1 ، وتيلستار 1 من تدهور طفيف، نتيجة لبعض الأضرار الإشعاعية التي لحقت بالخلايا الشمسية ، وما إلى ذلك). وبلغ معدل جرعة الإشعاع 0.6 غراي /يوم على الأقل بعد أربعة أشهر من تجربة "ستارفيش" بالنسبة لقمر صناعي محمي جيدًا أو كبسولة مأهولة في مدار دائري قطبي حول الأرض ، مما أثار قلق وكالة ناسا فيما يتعلق ببرامجها لاستكشاف الفضاء المأهولة.

بشكل عام، تختلف التأثيرات النووية في الفضاء (أو على ارتفاعات شاهقة) اختلافًا نوعيًا في مظهرها. فبينما يُشكّل الانفجار النووي في الغلاف الجوي سحابة مميزة على شكل فطر ، تميل الانفجارات على ارتفاعات شاهقة وفي الفضاء إلى إظهار "سحابة" كروية الشكل إلى أن يتشوه شكلها بفعل المجال المغناطيسي للأرض . تتسارع الجسيمات المشحونة الناتجة عن الانفجار على طول خطوط المجال المغناطيسي للأرض لتُشكّل عرضًا شفقيًا عند نقطة الاقتران ، ^{[ 2 ]} مما دفع صانع الأفلام الوثائقية بيتر كوران إلى وصف هذه الانفجارات بأنها " قنابل قوس قزح ". قد تستمر التأثيرات البصرية للانفجارات على ارتفاعات شاهقة أو في الفضاء لفترة أطول من التجارب الجوية، وأحيانًا لأكثر من 30 دقيقة. شعر العاملون على الأرض في جزيرة جونستون أتول بحرارة انفجار بلوجيل تربل برايم ، الذي وقع على ارتفاع 50 كيلومترًا (31 ميلًا) ، وتسبب هذا الاختبار في حروق في شبكية العين لاثنين من العاملين في مركز الانفجار لم يكونا يرتديان نظارات السلامة.

أجرى السوفيت أربعة اختبارات على ارتفاعات عالية في عام 1961 وثلاثة في عام 1962. وخلال أزمة الصواريخ الكوبية في أكتوبر 1962، قامت كل من الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي بتفجير العديد من الانفجارات النووية على ارتفاعات عالية كشكل من أشكال التهديد بالقوة.

وقعت أسوأ آثار تجربة سوفيتية على ارتفاعات عالية في 22 أكتوبر 1962، خلال التجارب النووية السوفيتية للمشروع K (اختبارات إثبات نظام الدفاع الصاروخي ABM A)، عندما  انفجر رأس حربي صاروخي بقوة 300 كيلوطن بالقرب من جيزكازغان على ارتفاع 290 ​​كيلومترًا (180 ميلًا) . تسبب النبض الكهرومغناطيسي في انصهار 570 كيلومترًا (350 ميلًا) من خط الهاتف العلوي بتيار تم قياسه.   تسبب تيار كهربائي بقوة 2500 أمبير في اندلاع حريق أدى إلى احتراق محطة كاراغاندا للطاقة، وتسبب في إغلاق 1000 كيلومتر (620 ميل) من كابلات الطاقة المدفونة على عمق ضحل بين تسيلينوغراد وألماتا . 

• تجارب الأسلحة النووية
• نبضة كهرومغناطيسية نووية
• عملية أرجوس
• عملية حوض السمك
• معاهدة الفضاء الخارجي
• معاهدة حظر التجارب النووية الجزئية
• مشروع هاي ووتر
• التجارب النووية السوفيتية من مشروع K

• "انفجارات نووية على ارتفاعات عالية"
• فيلم "الأسلحة النووية في الفضاء: قنابل قوس قزح" لبيتر كوران ، مؤرشف بتاريخ 10 أكتوبر 2016 في موقع Wayback Machine – فيلم وثائقي من عام 1999
• تجارب الولايات المتحدة في اختبارات الارتفاعات العالية – مراجعة تركز على الأثر البيئي
• بيانات شكل الموجة الكهرومغناطيسية المقاسة والآثار الفعلية لتجارب الأسلحة النووية التي أجرتها أمريكا وروسيا على ارتفاعات عالية
• تحليلات رسمية أمريكية وبريطانية لصور فوتوغرافية من انفجارات نووية على ارتفاعات عالية

أفلام الحكومة الأمريكية:

• عملية أرجوس
• عملية دومينيك
• نجم البحر برايم
• عملية حوض السمك
• عملية دومينيك - جزيرة الكريسماس
• عملية دومينيك – جزيرة جونستون
• تأثيرات الارتفاعات العالية – الظواهرية
• تأثيرات الارتفاعات العالية – تداخل الأنظمة