Открытый космос. 12 000 спутников Илона Маска дадут всем землянам доступ в интернет, и отключить его будет невозможно

Открытый космос. 12 000 спутников Илона Маска дадут всем землянам доступ в интернет, и отключить его будет невозможно

Когда в конце февраля компания Илона Макса SpaceX запустила ракету Falcon9, запуск оказался немного в тени предыдущего старта — Falcon Heavy, однако он может оказаться не менее эпохальным, потому что на орбиту были отправлены два экспериментальных спутника связи для будущей сети, способной предоставлять бесперебойный и высокоскоростной доступ к интернету в любой точке Земли. 
Запущенные с калифорнийской авиабазы “Ванденберг” спутники Tintin-A и Tintin-B положат начало сети Starlink. В рамках проекта Илон Маск собирается за несколько лет вывести на околоземную орбиту больше спутников, чем за всю предыдущую историю человечества, покрыв интернетом всю территорию планеты.
На фоне этих новостей  вчерашнее заявление советника президента Российской федерации Германа Клименко о готовности страны к отключению от мировой сети кажется безумным и лишенным всякого смысла.  Иван Яковина попытался разобраться, к чему приведет новый глобальный проект Маска.
Что это будет?
Для сравнения — сейчас в космосе работают 1740 аппаратов различного назначения. Еще 2600 выведены из эксплуатации, они превратились в космический мусор. Но в орбитальной группировке Starlink уже к середине 2020 годов планируется использование 11925 (!) спутников связи. Они должны будут работать как единая система в виде ячеистой сети, равномерно покрывающей поверхность нашей планеты.
Большую часть этих аппаратов – 7518 – разместят сравнительно недалеко от поверхности Земли – на высоте 335 километров. Они будут передавать и получать сигнал в v-диапазоне частот (от 40 до 75 ГГерц). Сигнал от пользователя до спутника, во-первых, должен идти как можно быстрее  — 25-35 миллисекунд, а во-вторых, должна поддерживаться постоянная скорость передачи данных в 1 ГБит в секунду.
Остальные 4407 спутников будут работать в Ku- и Ka-диапазоне (до 40 ГГерц) и обеспечивать связь на скорости примерно 100 Мбит в секунду. Их орбита (и, соответственно, зона покрытия) будет выше – около 1150 километров.
Такая архитектура обеспечит бесперебойность приема и передачи сигнала в любых условиях. Если на какой-то из «нижних» спутников ляжет слишком большая нагрузка, его поддержат «сверху». Если же и этого будет недостаточно, то на помощь придут соседние аппараты. Инженеры специально предусмотрели в них возможность коммуницировать между собой и перенаправлять антенны на самые востребованные участки – например, на большие города.
Для приема сигнала на поверхности пользователи должны будут купить специальные устройства. Сейчас предполагается, что они будут размером с обычный планшет и ценой не более 300 долларов. Впрочем, к началу эксплуатации сети и размеры устройств, и их цена наверняка уменьшатся. Достаточно будет подсоединить к такой антенне свой телефон и/или компьютер, чтобы получить интернет невиданной скорости в любой точке мира.
Как это сделать?
Создание сети Starlink – колоссальная инженерно-техническая задача, которую никто раньше даже не пытался поставить. Маск и его партнеры, как всегда, настроены оптимистично: в штате Вашингтон построена фабрика по производству собственных спутников. На фабрике будет производиться не только первоначальная группировка, но и аппараты на замену вышедшим из строя и отработавшим свой срок (он составит примерно семь лет).
SpaceX уже получила разрешение на запуск «высоких» спутников от Федеральной комиссии по связи, которая регулирует эти вопросы в США. Запрос на использование «низких» сейчас рассматривается. Вся система Starlink будет работать в американской юрисдикции – считается, что это позволит оградить ее от попыток ограничить свободу слова или «перекрыть» кому-либо интернет по политическим мотивам.
Помимо собственных средств SpaceX вложит в реализацию программы деньги инвесторов, которые уже нашлись. Корпорация Google и инвестиционная компания Fidelity вложили в нее по миллиарду долларов.
Но главное для успеха именно этого проекта – способность быстро и недорого вывести на орбиту Земли гигантское число космических аппаратов. И тут, разумеется, не обойтись без многоразовых ракет Falcon9 и Falcon Heavy, прекрасно себя зарекомендовавших в предыдущие годы.
Но и тут не все просто. Планируемые к использованию спутники довольно громоздкие – 4 х 1,8 х 1,2 метра при весе в 400 килограммов. Один Falcon9 способен вывести в космос не более десятка таких аппаратов за раз. Falcon Heavy – больше, но не намного, так как проблема не столько в их весе, сколько в объеме и форме обтекателя – их просто физически сложно туда утрамбовать.
Соответственно, только для вывода первых 4407 «высоких» спутников понадобится несколько сотен запусков. Для сравнения: сейчас SpaceX производит три-четыре десятка запусков в год. С такими темпами на формирование запланированной группировки ушли бы десятилетия. Да и то – если SpaceX ничем другим заниматься не будет (а это невозможно).
Поэтому число запусков в ближайшие годы придется наращивать, а габариты спутников уменьшать. Но есть и другие способы ускорить процесс.
Во-первых, во время практически любого коммерческого запуска выводимый на орбиту груз клиента не занимает далеко все пространство под обтекателем. SpaceX может использовать свободное пространство для отправки своих аппаратов на орбиту «зайцем» – ничего не платя за проезд. Именно так, кстати, в космос отправились первые два спутника системы. Tintin-A и Tintin-B «присоседились» к испанскому разведывательному аппарату PAZ, запуск которого оплатило правительство этой страны.
Во-вторых, в ближайшие несколько лет (видимо, в начале 2020-х) Илон Маск обещает запустить в эксплуатацию BFR – Big Falcon Rocket. Эта система намного больше, чем даже Falcon Heavy, а стоимость вывода грузов на орбиту с ее помощью должна стать существенно ниже. В BFR запросто уместится под сотню спутников связи для Starlink.
Для чего это нужно SpaceX?
Илон Маск не скрывает, что главная задача создания глобальной высокоскоростной системы доступа в интернет – это заработок, и немалый. По данным The Wall Street Journal, если к 2025 году число абонентов достигнет 40 миллионов человек, то к 2025 году они будут приносить примерно 30 миллиардов выручки. Операционная прибыль компании может превысить 20 миллиардов долларов.
SpaceX пока не объявляет, во что обойдется пользователям подключение и использование Starlink. Неизвестно даже, придется ли пользователям платить абонентскую плату. Однако даже если и так, то нехватки в клиентах быть не должно.
Даже в США около 40 процентов жителей сельской местности не подключены к широкополосному интернету. Это десятки миллионов потенциальных абонентов. В масштабах всего мира счет идет на миллиарды.
Американские инвесторы и государственные регуляторы относятся к идее создания Starlink серьезно
Кроме того, в 2015 году средняя скорость подключения в мире была около 6 Мбит в секунду. Маск предлагает повысить ее на порядки. Если цена услуги не будет чрезмерной, то за нее с радостью заплатят и те, кто живет во вполне цивилизованных условиях.
При этом расходы на обслуживание обещают быть относительно скромными. Закупать оптоволокно не надо, прокладывать кабели по частным владениям, заполярным тундрам, заоблачным вершинам и океанским глубинам – тоже. Наземная инфраструктура вообще будет минимальной.
Конечно, отправка чего бы то ни было в космос – дорогая операция, но когда система будет отлажена, а запуски поставлены на поток, то и тут расходы сократятся до минимума.
В любом случае американские инвесторы и государственные регуляторы относятся к идее создания Starlink серьезно, пустой тратой времени и денег ее никто не считает.
Интересно еще и то, на что Маск собирается тратить деньги, полученные от своей новой затеи. Тут никакого секрета нет: прибыль пойдет на создание и развитие марсианской колонии. В конце концов, полное название SpaceX звучит как Space Exploration Technologies – «Технологии освоения космоса».
Глобальный переворот в образе жизни землян
Starlink находится лишь в самом начале своего развития, однако уже сейчас понятно, что глобальная, высокоскоростная, ничем и никем не ограниченная система доступа в интернет способна всерьез изменить жизнь людей во всем мире.
Жители самых глухих уголков планеты получат возможность беспрепятственно смотреть кино и телевизор, читать новости, делать покупки и просто знать, чем и как живет остальное человечество.
Телекоммуникационные монополии будут разрушены. Повсеместная гигабитная связь может сильно ударить по сотовой связи, интернет-провайдерам и прочим компаниям, занятым в этой сфере. Равный и свободный доступ к информации и общению станет универсальным правом, которое будет очень непросто ограничить.
Режимам, которые полагаются на тотальный контроль над распространением информации, придется меняться
Это может повлечь уже не только экономические, но и политические последствия. Глобальный доступ в интернет, защищенный Первой поправкой Конституции США, сделает бесполезной и просто невозможной работу разного рода цензоров и создателей «суверенных сетей». Starlink нельзя будет отключить, перерубив какой-либо кабель – за его отсутствием.
Сам Маск сказал, что единственный метод помешать распространению сигнала на какой-либо территории – это «сбить спутник», отметив, что «Китай может это сделать». Технически – да, может. Китайцы даже провели такой эксперимент в 2007 году. Правда, результаты его были катастрофическими – уничтоженный спутник разлетелся на тысячи осколков, которые теперь постоянно угрожают всем прочим космическим аппаратам. Если уничтожить десяток спутников, то дорога в космос будет закрыта для всех.
Конечно, власти могут запретить согражданам пользоваться спутниковыми приемниками Starlink, но со временем это будет сродни запрету на использование сотовых телефонов. Да и сами эти приборы не так велики, чтобы их нельзя было спрятать.
Интернет-цензура отомрет сама собой. Сложно представить человека, который будет пользоваться медленной наземной связью, полностью подконтрольной родному правительству, если альтернативой будет сверхскоростной, свободный и повсеместный доступ в сеть.
Режимам, которые полагаются на тотальный контроль над распространением информации, придется либо меняться, либо выдумывать иные методы воздействия на своих подданных.
Тем более что Starlink – не единственная в своем роде система. Европейская компания OneWeb тоже объявила о намерении создать собственную сеть из тысяч спутников, предоставляющих глобальный и широкополосный доступ в интернет.
Сейчас ее создателей останавливает лишь высокая стоимость космических запусков. Для реализации своего проекта они ждут завершения испытаний многоразовой ракеты New Glenn компании Blue Origin. Эта ракета должна стать не только основным носителем спутников OneWeb, но и главным конкурентом Falcon Heavy в сфере недорогих космических запусков.
Иван Яковина
https://theins.ru/obshestvo/94022 

Что такое гибридные атомные войны икак определить у кого есть ядерное оружие.

Фукусима: торий в атмосферной пыли как признак незаявленной ЯД

http://www.atominfo.ru/newsi/p0191.htm

Николай Вениаминов, доктор технических наук, ОПУБЛИКОВАНО 08.06.2014

Выношу копию окончания приводимой статьи в начало, как её основную мысль: 

Что касается наработки урана-233, то наиболее простым представляется технологическое решение, предусматривающее циркуляцию раствора с торием по какому-то каналу активной зоны наподобие воды первого охлаждающего контура. В качестве рабочего вещества можно было использовать, к примеру, тот же хлорид тория, насыщенный водный раствор которого даже при 0°С содержит примерно 56% ThCl₄.

Регламентные операции по обслуживанию реактора - выгрузка отработанного ядерного топлива (ОЯТ) и загрузка свежего (всё это в сборках) - осуществляются, как правило, под надзором представителей МАГАТЭ.

Контроль необходим по той причине, что наибольшую опасность для режима нераспространения представляет содержащийся в ОЯТ плутоний независимо от его качества, - бывают "сверхчистый", "оружейный", "топливный" (МОХ-топливо) и "реакторный".

Заниматься же незаявленной деятельностью с использованием жидкого носителя ядерного материала - значит надёжно сохранить тайну своих намерений.

Методом масс-спектрометрии вторичных ионов (ВИМС) в пробах аэрозолей, отобранных на территории России после аварии на АЭС "Фукусима-1", обнаружены уран-238 - основной по массе компонент реакторного топлива - и торий-232, присутствующие не в объёме, а на поверхности частиц атмосферной пыли.

Наибольшая концентрация этих изотопов в поверхностном слое зарегистрирована в пробе от 17 марта 2011 года из Петропавловска-Камчатского.

Там размещается одна из радионуклидных станций, созданных на территории России по договору о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний и входящих в международную систему мониторинга.

В договоре поименованы также станции в Кирове, Норильске, Пеледуе, Билибино, Уссурийске и Залесово, но Петропавловск-Камчатский радиоактивное облако "накрыло" первым.

Так вот, атомные концентрации нуклидов в этой пробе в десятки (уран) и сотни (торий) раз превышают те, которые соответствуют их среднему содержанию в земной коре; частицы с повышенной объёмной концентрацией урана или тория в пробе отсутствуют [1, 2].

Выводы

Полученные экспериментальные данные позволяют сделать ряд взаимосвязанных выводов.

1. Изотопы ²³⁸U и ²³²Th имеют "реакторное" происхождение, потому что:

   а) обнаружены не в объёме, а на поверхности частиц аэрозоля, следовательно, адсорбированы из газовой фазы, где могли оказаться только в результате расплавления топливных сборок и последующего выноса в атмосферу вместе с летучими продуктами деления; в природе таких источников "напыления" урана и тория не существует;

   б) найдены только в пробах, отобранных в нескольких пунктах наблюдения после аварии и содержавших, по данным гамма-спектрометрии, характерные радионуклиды (прежде всего, ¹³⁴Cs);

   в) атомные концентрации нуклидов на поверхности частиц многократно превышают фоновые, благодаря чему и оказалось возможным их обнаружение на приборе среднего класса.

2. Конструкция аварийного реактора не претерпела масштабных разрушений, о чём говорит отсутствие частиц, обязанных своим происхождением выбросу вещества расплава в твёрдом состоянии.

3. Аварию на АЭС "Фукусима-1", квалифицируемую по факту расплавления топливных сборок как "запроектную", следует по механизму утечки радионуклидов во внешнюю среду отнести к разряду "проектных", поскольку выброса первичных аэрозолей (как в Чернобыле) не было.

Здесь просматривается аналогия с камуфлетными подземными ядерными взрывами, когда каналы для напорного истечения первичных аэрозолей на дневную поверхность тоже не образуются.

4. Утечка облучённого топлива была незначительной, потому что произошла только через газовую фазу. Это и предопределило ограниченный набор радионуклидов, зарегистрированных в атмосфере методом гамма-спектрометрии высокого разрешения, конретно - отсутствие изотопов, для испарения которых развившиеся температуры были недостаточными (например, ⁹⁵Zr).

5. Совокупность использованных методик на базе ВИМС можно квалифицировать как дистанционный способ оценки состояния активной зоны и барьеров защиты реактора после аварии.

Поскольку вклад поверхностного слоя частиц в общую массу аэрозоля очень мал (порядка 0,001), абсолютные массовые концентрации нуклидов оказываются даже меньше, чем в природе (0,2 грамма на тонну пыли против 3 г/т и 2 г/т против 8 г/т для урана и тория соответственно).

Это означает, что никаким методом валового анализа было бы невозможно идентифицировать изотопы ²³⁸U и ²³²Th "реакторного" происхождения на поверхности частиц аэрозоля на фоне тех же природных изотопов, изначально присутствующих в их объёеме.

Но это удалось сделать с помощью метода ВИМС на установке "Микролаб", произведенной фирмой "VG Scientific" (Великобритания) в конце 1980-ых годов и оснащенной малоэффективной системой отбора вторичных ионов и квадрупольным масс-фильтром (коэффициент пропускания на уровне 10^-4 и менее).

В данной ситуации в полной мере проявились уникальные возможности ВИМС в том варианте, когда задействован статический режим распыления объекта и анализируется поверхностный монослой.

Именно в этом режиме уран и торий на поверхности частиц аэрозоля зафиксированы не только в Петропавловске-Камчатском, но позднее и в других пунктах наблюдения по мере перемещения радиоактивного облака по территории России, но там они фиксировались уже на самом пределе чувствительности аппаратуры.

Торий

Чтобы объяснить присутствие в пробах тория, сделаем краткий экскурс в область ядерных технологий.

Для работы реактора или взрывного устройства необходимо первичное ядерное горючее, к которому относятся уран-235 (природный изотоп), плутоний-239 и уран-233; все они подвержены делению нейтронами любых энергий (беспороговое деление).

Распространённость изотопа ²³⁵U - всего 0,72%, остальное - ²³⁸U (есть ещё уран-234 в ничтожных количествах), но он относится к разряду вторичного ядерного горючего, способного к делению только под воздействием нейтронов достаточно высоких энергий. В том числе, "термоядерных" (14 МэВ), образующихся в реакции синтеза дейтерия с тритием, что используется при создании зарядов мегатонного класса, работающих по схеме деление-синтез-деление, как изделие РДС-6с, испытанное 12 августа 1953 года на Семипалатинском полигоне [3].

С учётом ограниченности природных запасов урана-235, в последние десятилетия разрабатывались ресурсосберегающие технологии, одна из которых представляет собой топливный цикл на основе ²³²Th и ²³³U [4], запас которого возобновляется в самом реакторе:

₉₀Th²³² (n, γ) → ₉₀Th²³³ (β) → ₉₁Pa²³³ (β) → ₉₂U²³³       (1)

Технология перспективна уже хотя бы потому, что содержание тория в земной коре в 2-3 раза выше, чем урана. Но Япония официально развивает другую ресурсосберегающую технологию, основанную на применении МОХ-топлива (mixed oxide), содержащего, помимо урана-235, ещё и плутоний-239, которого во всем мире накоплено несметное количество.

Никакая ядерная деятельность с использованием тория Японией не заявлена. Почему?

Чтобы выстроить чёткую логику результатов анализа, будем нумеровать арабскими цифрами отправные тезисы исходной информации, включая общеизвестную, а римскими цифрами - вытекающие из этих тезисов выводы.

1) Уран и торий попали в окружающую среду из расплава топливных сборок через газовую фазу.

2) На поверхности частиц аэрозоля концентрация тория на порядок выше, чем урана, следовательно, над расплавом при выбросе из реактора в газовой фазе оказалось на порядок больше тория, чем урана.

3) Между тем, UO₂ испаряется без разложения выше 1400°C, а ThO₂ исключительно тугоплавок: Т_пл = 3200°C, Т_кип = 4400°C.

Вывод I: торий не входил в состав уранового топлива, поскольку оказался в расплаве не в виде окисла, а в виде другого химического соединения, гораздо более летучего, чем UO₂.

4) Такими соединениями являются соли тория, например, ThCl₄ (Т_пл = 765°C, Т_кип = 922°C).

Вывод II: торий предполагалось облучать в реакторе отдельно от урана, поскольку он не входил в состав уранового топлива, но оказался в расплаве (в виде соли), следовательно, до аварии находился в отдельной ёмкости в пределах активной зоны.

5) Для обеспечения гарантий по договору о нераспространении ядерного оружия в уран-ториевом цикле должно использоваться топливо, содержащее торий и все три изотопа урана одновременно в пропорциях, удовлетворяющих неравенству:

(m₂₃₃ + 0,6 m₂₃₅)/m_233+235+238 < 0,12          (2)

Это ограничение признаётся в международном масштабе достаточным изотопным барьером против использования трехкомпонентного ядерного материала в военных целях [5].

6) Если торий облучается в реакторе отдельно от урана, то образующийся из него уран-233 элементарно извлекается химическими методами.

Вывод III: ядерная деятельность с использованием тория не заявлена Японией потому, что её целью была наработка урана-233 в чистом виде.

Для создания ядерного заряда необходимо примерно 20 кг урана с концентрацией ²³⁵U свыше 94%, а при использовании отражателя нейтронов из бериллия - вдвое меньше [6].

Обратимся к неравенству (2), как видим, оружейные характеристики ²³³U намного выше чем ²³⁵U: для двухкомпонентного материала (только один "беспороговый" изотоп и уран-238) С_крит(²³⁵U) = 20%, а С_крит(²³³U) = 12%. Значит, и критическая масса урана-233 (в чистом виде) должна быть много меньше 10 кг (в [6] этот параметр не приведён).

Уран, содержащий 20 и более процентов изотопа ²³⁵U, называется высокообогащённым. Совсем недавно Иран официально заявил, что не будет использовать свои мощности по обогащению урана (каскад центрифуг) для производства ядерного материала такой кондиции.

По данным ВИМС, парциальные давления паров над расплавом для веществ-носителей урана-238 (UО₂) и тория-232 (например, ThCl₄) относились примерно как 1:10.

Если предположить, что давления паров чистых веществ при тех же температурах относятся как 1:1000, придём к выводу, что на одну тонну урана-238, который составляет более 90% массы реакторного топлива, в расплаве оказалось примерно 10 кг тория-233 - это уже промышленный масштаб.

Что касается наработки урана-233, то наиболее простым представляется технологическое решение, предусматривающее циркуляцию раствора с торием по какому-то каналу активной зоны наподобие воды первого охлаждающего контура. В качестве рабочего вещества можно было использовать, к примеру, тот же хлорид тория, насыщенный водный раствор которого даже при 0°С содержит примерно 56% ThCl₄.

Регламентные операции по обслуживанию реактора - выгрузка отработанного ядерного топлива (ОЯТ) и загрузка свежего (всё это в сборках) - осуществляются, как правило, под надзором представителей МАГАТЭ.

Контроль необходим по той причине, что наибольшую опасность для режима нераспространения представляет содержащийся в ОЯТ плутоний независимо от его качества, - бывают "сверхчистый", "оружейный", "топливный" (МОХ-топливо) и "реакторный".

Заниматься же незаявленной деятельностью с использованием жидкого носителя ядерного материала - значит надёжно сохранить тайну своих намерений.

Литература

1. Вениаминов Н.Н. Масс-спектрометрия вторичных ионов как инструмент контроля ядерной деятельности. Диагностика аварии на АЭС "Фукусима-1". // Перспективные материалы, специальный выпуск № 14, февраль 2013 г. С. 123 - 127.

2. Вениаминов Н.Н., Смирнов А.В., Березин А.В., Тарасов А.Ю. Масс-спектрометрическое определение следов урана и тория в аэрозолях, отобранных на российской территории после аварии на японской АЭС "Фукусима-1". // Российский химический журнал. 2012. Т. LVI. № 5-6. С. 87 - 95.

3. Тамм И.Е., Сахаров А.Д., Зельдович Я.Б. Модель изделия РДС-6С. // В кн. Атомный проект СССР. Документы и материалы. Под общей редакцией Л.Д. Рябева. Том III. Водородная бомба. 1945-1956. Книга 2. - Москва-Саров: Наука, Физматлит, ВНИИЭФ. 2009. С. 20-28.

4. Казанцев Г.Н., Мурогов В.М., Раскач Ф.П. и др. Ядерный топливный цикл на основе тория и урана-233. Обнинск: Физ-энерг. ин-т; ФЭИ - 2183, 1991. 48 с.

5. Advanced Fuel Cycle and Reactor Concepts. Report of INFCE Working Group 8.- Vien: IAEA, 1980. Русский перевод: Перспективные концепции топливных циклов и реакторов. Отчёт 8-ой рабочей группы МОЯТЦ. - Вена: МАГАТЭ. 1980. - М.: ИАЭ им. И.В.Курчатова. 1980. 208 с.

6. Ядерная энциклопедия. Научн. ред. Якимец В.Н., Рябцев И.А. -М.: Благотворит. фонд Ярошинской. 1996. С. 99, 124.

Л

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ В ОРУЖИИ http://profbeckman.narod.ru/YadFiz.files/L18.pdf