إليكم كيفية عمل صاروخ “Skyfall” الروسي الذي يعمل بالطاقة النووية: NPR
في وقت ما من يوم 21 أكتوبر من العام الماضي، وفي أعلى الدائرة القطبية الشمالية، انطلق صاروخ وحيد نحو السماء من جزيرة روسية.
طار الصاروخ باتجاه الشمال الشرقي ثم انحرف وبدأ بالتحليق في حلقات لساعات فوق الأراضي القاحلة والمتجمدة.
ووفقا لمصادر روسية وغربية، فإن السلاح الجديد، المعروف باللغة الروسية باسم Burevestnik ويعرفه الناتو باسم Skyfall، يعمل بواسطة مفاعل نووي صغير. ولم يتم الكشف عن سوى القليل من التفاصيل الأخرى.
الآن، نشر باحثان من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) تحليلاً يلقي ضوءًا جديدًا على كيفية عمل الصاروخ الذي يعمل بالطاقة النووية فعليًا. إذا كانوا على صواب، فإن اختبار الطيران في أكتوبر يمثل المرة الأولى التي تحلق فيها طائرة تعمل بالطاقة النووية على الإطلاق. وقد يشير ذلك أيضاً إلى فتح فصل جديد بالغ الخطورة في سباق التسلح المحتدم في القرن الحادي والعشرين.
قال جيك هيكلا، الأستاذ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ذو التعيين المزدوج في كل من علوم وهندسة الفضاء الجوي والنووي، والذي قاد التحليل الجديد مع المؤلف المشارك ر. سكوت كيمب: “هذا شيء ممكن، ولكنه مكلف للغاية وخطير للغاية”.
وتُظهر نماذجهم تصميم مفاعل ينفث الإشعاع أثناء طيرانه، مما يعرض أي شخص يعيش أو يعمل بالقرب من موقع اختبار الصاروخ إلى “خطر هائل، على الأرجح”.
حلم الطيران النووي
منذ خمسينيات القرن العشرين، فكرت كل من الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي آنذاك في بناء طائرات تعمل بالطاقة النووية. مثل هذه الأسلحة لديها القدرة على منح كلا الجانبين ميزة في الحرب الباردة لأنها سيكون لها نطاق غير محدود تقريبًا. قد يسمح لهم ذلك بالتسكع بالقرب من الهدف في انتظار أمر الهجوم إلى أجل غير مسمى تقريبًا، أو يمكنهم الهجوم من اتجاه لا يمكن التنبؤ به، مما يجعل الدفاع ضده أكثر صعوبة.
قامت كل من الولايات المتحدة وروسيا بتجربة إطلاق مفاعلات نووية خلال الحرب الباردة. وضعت الولايات المتحدة مفاعلًا نوويًا صغيرًا في طائرة Convair B-36 Peacemaker، لكن الطائرة لم تنفد منها الطاقة النووية أبدًا.
كرونيكل / علمي
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
كرونيكل / علمي
في عام 1955، وضعت القوات الجوية الأمريكية مفاعلًا نوويًا صغيرًا داخل قاذفة القنابل الإستراتيجية Convair B-36 لاختبار ما إذا كان سيعرض الطاقم لكميات زائدة من الإشعاع أثناء الطيران. لم يتم توصيل المفاعل بمحركات الطائرة أبدًا، لكنه أظهر أن المفاعل النووي يمكنه الطيران. وفي عام 1961، أجرى الاتحاد السوفييتي تجارب مماثلة على متن قاذفة قنابل معدلة من طراز Tupolev TU-95.
وقد تركت المخاوف المتعلقة بالسلامة تلك المفاهيم على الأرض، لكن الولايات المتحدة عملت أيضًا على سلسلة من المفاعلات النووية لتشغيل الصواريخ. كانت الفكرة المعروفة باسم مشروع بلوتو، هي بناء صاروخ كروز منخفض الارتفاع أسرع من الصوت يمكنه إيصال سلاح نووي إلى أي نقطة على الأرض. وبلغت الاختبارات ذروتها في عام 1964، مع الاختبار الأرضي لمفاعل تم تركيبه على عربة للسكك الحديدية في ولاية نيفادا، ويمكن أن يعمل لمدة خمس دقائق، وينتج 513 ميجاوات، أي ما يعادل أكثر من 35 ألف رطل من الدفع.
خلال الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، بحثت الولايات المتحدة أيضًا في بناء صاروخ كروز يعمل بالطاقة النووية. قام العلماء الأمريكيون ببناء العديد من مفاعلات الاختبار، بما في ذلك مفاعلات Tory IIC (في الصورة)، والتي تم تشغيلها بكامل طاقتها أثناء الاختبارات الأرضية.
أرشيف مختبر لورنس ليفرمور الوطني
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
أرشيف مختبر لورنس ليفرمور الوطني
عندما ظهرت أخبار صاروخ كروز الروسي الجديد لأول مرة، افترض العديد من المتفرجين أنه سيكون بديلاً لمحرك مشروع بلوتو، لكن هيكلا كان متشككًا. يتطلب تصميم مشروع بلوتو، المعروف باسم المحرك النفاث، الهواء للتحرك من خلاله بسرعة كبيرة ولا يمكن أن يعمل إلا بسرعات تفوق سرعة الصوت.
وقال: “هناك عدد من الأسباب التي تجعلنا نشك في أن المحرك النفاث النووي غير ممكن لبوريفيستنيك”. وعلى وجه الخصوص، فإن شكل السلاح يشبه إلى حد كبير صاروخ كروز تقليدي دون سرعة الصوت.
وقال: “يمكنك أن ترى بوضوح أنه نظام دون سرعة الصوت، وأن المحركات النفاثة ليست فعالة للغاية عند السرعات دون سرعة الصوت”.
نوع جديد من المفاعلات
ولمحاولة معرفة كيفية تشغيل السلاح، استخدم هيكلا أولاً مجموعة من مقاطع الفيديو التي نشرتها وسائل الإعلام الروسية لتحديد أبعاده. وحدد أشياء ذات حجم معروف في المصنع الذي تم تصوير مقاطع الفيديو فيه، مثل مكتب المرافق أو طفاية الحريق. ومن خلال ساعات عديدة من القياسات المتكررة، تمكن في النهاية من بناء نموذج ثلاثي الأبعاد للصاروخ.
وبناءً على القياسات، خلص إلى أن بوريفيستنيك أكبر حتى من أكبر صواريخ كروز الروسية، لكنه ليس هائلاً بأي حال من الأحوال. أظهرت النمذجة الديناميكية الهوائية أنها ستحتاج إلى السفر بسرعة 75 ماخ، أو حوالي 575 ميلاً في الساعة لتظل في الجو. وتشبه هذه السرعة سرعة الطائرات التجارية، مثل طائرة الإيرباص A320.
عرف هيكلا الآن تقريبًا حجم المفاعل ومقدار الدفع الذي يحتاجه لإنتاجه لجعل بوريفيستنيك يطير. واستنادًا إلى تلك البيانات ومعرفته بالهندسة النووية، أصبح قادرًا بعد ذلك على وضع نموذج لنوع المفاعل الذي قد يقوم بتشغيل الصاروخ.
وقال لـ NPR: “من شبه المؤكد أن النظام يستخدم نظام دفع نووي يتنفس الهواء بدورة مباشرة، وعلى الأرجح يقود محركًا نفاثًا”.
ويعني نظام الدورة المباشرة أن المفاعل يعمل عن طريق دفع الهواء من الغلاف الجوي مباشرة عبر الوقود النووي. يقوم الضاغط بدفع الهواء من خلال قنوات صغيرة تشبه القش في قلب المفاعل، حيث تتسبب التفاعلات النووية في تسخين الهواء وتمدده خارج الجزء الخلفي من المحرك. ويختلف هذا النظام جذريًا عن معظم المفاعلات النووية، التي تستخدم حلقة مغلقة “غير مباشرة”. تمتلئ هذه الأنظمة المغلقة بالماء أو مبرد آخر وتنقل الحرارة خارج المفاعل مع الحد من التعرض للإشعاع.
وقال هيكلا إنه لا يستطيع أن يستبعد تمامًا استخدام نوع من الحلقات غير المباشرة في الصاروخ، ولكن نظرًا للتعقيد والوزن الزائد الذي ينطوي عليه بناء مثل هذا النظام غير المباشر، فإنه يجد أنه من المرجح جدًا أن يقوم Burevestnik بتسخين الهواء عن طريق امتصاصه مباشرة عبر قلب المفاعل.
وهذه مشكلة كبيرة. وقال هيكلا: “من المرجح جدًا أن تؤدي الدورة المباشرة إلى وجود كمية كبيرة من المواد المشعة في العادم”. يتم تشعيع الهواء نفسه أثناء مروره عبر المحرك، وتنتشر أيضًا منتجات الانشطار الانشطاري من الوقود النووي في التجاويف الشبيهة بالقش ويتم إطلاقها من الخلف.
وقال هيكلا إن حساباته تظهر أن نظام الدورة المباشرة سينتج كميات كبيرة من النظائر المشعة للأرجون والكريبتون والكربون. ويعترف بأن المفاعل يمكن أن يطلق المزيد من النشاط الإشعاعي إذا بدأ قلب المفاعل في التآكل خلال ساعات الطيران.
وأشار هيكلا إلى أن “الهواء الجوي الساخن والمضغوط جيد جدًا في تآكل مكونات المحرك”. لا يوجد سبب للاعتقاد بأن هذا المفاعل النووي الجديد سيكون مختلفًا.
“فكرة رهيبة”
إذا كان هيكلا على حق، فإن بوريفيستنيك هي أول طائرة يتم تصنيعها وطيرانها باستخدام الطاقة النووية. وقال جيفري لويس، الباحث في كلية ميدلبري والمتخصص في دراسة الصواريخ والقذائف، والذي لم يكن منتسباً لدراسة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إن الأمر أيضاً يمثل مشكلة كبيرة.
قال لويس: “هذا الشيء هو كابوس بيئي”. بالإضافة إلى ذلك، يشكل المفاعل خطرًا كبيرًا على أفراد الجيش الذين قد يُطلب منهم التعامل معه. وقال: “إن السؤال عن كيفية تحميل أحد هذه الأشياء بشكل آمن هو في رأيي تحدي كبير حقًا”.
وفي عام 2019، أدى حادث قبالة الساحل الروسي إلى مقتل العديد من العاملين النوويين الروس. وبعد ذلك بوقت قصير، تم اكتشاف ارتفاع حاد في النشاط الإشعاعي في مكان قريب. يُعتقد الآن على نطاق واسع أن الحادث كان نتيجة قيام فريق روسي بمحاولة استعادة النموذج الأولي لمفاعل بوريفيستنيك. وقال هيكلا إنه من المحتمل أن يكون المفاعل قد أعيد تشغيله أثناء انتشاله من قاع البحر، مما أدى إلى حدوث انفجار.
الرئيس الروسي فلاديمير بوتين يتحدث خلال مؤتمره الصحفي السنوي في موسكو عام 2018. وخلال خطابه للأمة في ذلك العام، كشف بوتين عن وجود بوريفيستنيك، واصفا إياه بأنه “لا يقهر” ضد الدفاعات الصاروخية الأمريكية. ويعتقد الخبراء أنه لن يكون من الصعب بشكل خاص اعتراضه.
الكسندر زيمليانيتشينكو / ا ف ب
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
الكسندر زيمليانيتشينكو / ا ف ب
وبالنظر إلى كل المشاكل، الحقيقية والمحتملة، المرتبطة ببوريفيستنيك، يتساءل هيكلا عن سبب قيام الروس بتطويره على الإطلاق. ويشير إلى أنه على الرغم من أن مداه من المحتمل أن يكون أطول بكثير من مدى صاروخ كروز التقليدي، فإن هذا لا يعني أنه من الصعب اعتراضه بشكل خاص.
وقال “إنها ليست فكرة تغير قواعد اللعبة بأي حال من الأحوال”. وأضاف: “نحن قادرون على إسقاط صواريخ كروز بشكل روتيني اليوم، وليس هناك سبب للاعتقاد بأن هذا سيكون أكثر صعوبة بشكل خاص”.
علاوة على ذلك، قالت روسيا إن بوريفيستنيك لن يستخدم إلا مع سلاح نووي كرأس حربي. وأشار لويس إلى أن الرأس الحربي التقليدي من المرجح أن يكون أثقل، وسينتهي الأمر بالمفاعل بنشر إشعاعات قاتلة على منطقة كبيرة حيث يضرب الصاروخ. وقال: بالنظر إلى كل ذلك، “لا أستطيع أن أرى أن الروس يضيعون واحدًا لتوصيل بضع مئات من الأرطال من المتفجرات”.
وقال لويس، إذا جمعنا كل ذلك معًا، يبدو أن السلاح “عديم الفائدة نوعًا ما”.
يشتبه هيكلا في أن تطوير Burevestnik قد يتقدم لسببين. أولاً، قال إنه من الممكن أن يكون شخص ما داخل الصناعة النووية الروسية قد لفت انتباه الرئيس فلاديمير بوتين وأقنعه بالاستثمار في البرنامج. ثانيًا، يتوقع أنه قد يكون من الممكن أن يكون المفاعل في بوريفيستنيك مجرد نقطة انطلاق لتطوير طائرات استطلاع بدون طيار تعمل بالطاقة النووية أو أنظمة نووية فضائية يمكن أن تكون مفيدة لمهام أخرى.
يوافق لويس على أن الصاروخ الذي يعمل بالطاقة النووية ربما لا يكون مفيدًا جدًا كسلاح. لكن بحث هيكلا يظهر على الأقل أنه من الممكن من الناحية الفنية أن يكون الروس قد طوروه: “قد تكون فكرة سيئة، إنها فكرة فظيعة بالتأكيد”. “لكنها ليست فكرة مستحيلة.”
