В одиннадцать пятьдесят три утра по Гринвичу 24 января 1978 года над западным берегом Канады, к северу от островов Королевы Шарлотты, в плотные слои атмосферы вошёл объект размером с небольшой автобус. Он шёл на северо-восток, разваливаясь. В половине двенадцатого NORAD уже знал, что ввод в атмосферу состоялся. А в Йеллоунайфе, столице Северо-Западных территорий, несколько человек, оказавшихся на улице в тот мороз, увидели беловатый светящийся след — яркую падающую черту в утреннем небе.
Это был «Космос-954», советский разведывательный спутник с ядерным реактором на борту. Через несколько минут на замёрзшую землю — на лёд, на снег, на тундру — начали падать обломки этого реактора.
К вечеру стало ясно две вещи. Первая: осколки радиоактивного топлива рассыпаны по территории чужой страны, и их надо найти. Вторая: СССР не собирается рассказывать, сколько именно радиоактивного материала было внутри и что случилось с системой, которая должна была увести реактор на безопасную орбиту.
Через три года Советский Союз заплатит Канаде три миллиона долларов, а ещё через полтора десятилетия ООН примет документ, который назывался принципами безопасного использования ядерных источников энергии в космосе. Потому что именно эта история объяснила всем: в космосе, кроме людей и металла, падают ещё и юридические нормы.
За эту тему я зацепился случайно — она торчала из старой норы про программу Skylab, в одной из ссылок. «Космос-954» упоминался там как факт из перечня того, что в конце семидесятых валилось с орбиты на головы людям.
Но зацепился не сам факт падения, а странность в цифрах, которая потом стала главным сюжетом. С одной стороны — спутник с «ядерным реактором», который разнёс радиоактивность на площади 124 тысячи квадратных километров (это больше Исландии). С другой — в официальном ответе Health Canada, то есть канадского минздрава, стоит сухая фраза: «по оценке, было собрано около 0,1 процента источника энергии „Космоса-954“». Одна тысячная.
Как устроена вся эта история с точки зрения инженерии? Что значит «реактор на орбите», откуда он взялся, почему в советской программе пришлось ставить ядерные машины на низкую орбиту и как получилось, что самые дорогие в мире стодолларовые тела — то есть куски урана размером с монету — оказались на льду озера, где их надо было искать на вертолётах при минус сорока?
Плюс третья странность, из-за которой сюжет разворачивается в юридический: Канада выставила счёт по конвенции об ответственности за космические объекты на шесть миллионов канадских долларов, а получила три. И это при том, что именно этот эпизод в итоге стал прецедентом, на который ссылается вся мировая практика космического права.
Всё начинается с физики, точнее, с закона радиоэха. Радиолокационный сигнал, отражённый от обычной цели, слабеет пропорционально четвёртой степени расстояния. Если вы хотите с орбиты увидеть в океане корабль, а тем более перископ подводной лодки или кильватерный след на волне, вам нужна орбита низкая (ниже трёхсот километров) и очень мощный передатчик.
Дальше начинаются инженерные противоречия, которые будет интересно разобрать.
Низкая орбита означает приличное торможение: атмосфера на трёхстах километрах хотя и разряжена, но за месяцы постепенно съедает высоту. Солнечные батареи на такой орбите требуют большой площади и дают мало, а половину времени спутник проводит в тени Земли, где они не работают вообще. Аппараты с солнечными крыльями большого размера ещё и тормозятся о воздух быстрее.
Советские инженеры пошли по пути, который выглядит как цитата из другой, более серьёзной эпохи: они поставили на спутники маленький ядерный реактор. Программа называлась УС-А (управляемый спутник активный), на Западе её называли RORSAT — Radar Ocean Reconnaissance Satellite. Всего с 1967 по 1988 год было запущено 38 аппаратов этой серии; 33 из них несли на борту настоящий работающий атомный реактор.
Реактор назывался БЭС-5, по-русски «Бук». Он относился к классу термоэлектрических: разогревал спаи полупроводников, а из перепада температур получал электрический ток. Никаких турбин и пара, только физика термопары в агрессивной среде.
Параметры этой машины ужасают и восхищают одновременно. Тепловая мощность — вокруг 100 киловатт. Электрическая на выходе — от 1,3 до 5 киловатт, то есть коэффициент преобразования порядка трёх процентов. Радар-передатчик потреблял около двух киловатт. Хуже того — это был реактор на быстрых нейтронах: замедлитель (графит или вода) для уменьшения мощности был бы массой, поэтому топливо обогащалось по урану-235 выше девяноста процентов. По сути, это боевая начинка, переделанная в генератор.
Сердцевина — цилиндр диаметром 24 сантиметра и длиной 67 сантиметров, весом 53 килограмма как сборка. Внутри — 37 твёрдых цилиндров высокообогащённого урана, всего 35–50 килограммов. Шесть стержней управления с гидрид-литиевыми вставками, бериллиевый отражатель нейтронов, а в качестве теплоносителя — сплав натрия с калием, NaK, жидкий металл, который плавится при температуре, близкой к комнатной, и при контакте с водой или влажным воздухом может возгореться. Весь реактор с защитой — 385 килограммов.
Над системой безопасности работало одно допущение: после выработки ресурса спутник поднимается выше, а активная зона выстреливается вперёд — на «орбиту захоронения», где ей предстоит провисеть сотни лет, пока она не придёт в негодность естественным образом. Операция выброса была отработана, но не всегда срабатывала.
«Космос-954» стартовал с Байконура 18 сентября 1977 года на ракете «Циклон-2». Аппарат массой 3800 килограммов (по документам он тянул на 3,8 тонны, а по западным сводкам — на 8,4 тысячи фунтов, что одно и то же) вышел на орбиту с наклонением 65 градусов, перигеем около 259 километров и апогеем 277, витком 89,5 минуты. По классификатору он получил COSPAR 1977-090A и номер в каталоге 10361, а NORAD с этого момента начал его вести.
Первые месяцы — ничего особенного. Потом спутник начал уходить с расчётной орбиты. К декабрю 1977 года трасса стала нестабильной: аппарат хаотично менял высоту, отклонения доходили до 50 миль. Советские операторы боролись за управление и проигрывали: система, которая должна была вывести реактор на орбиту захоронения, отказала.
Дальше начинается та часть, которую обычно опускают в пересказах: о потере контроля СССР предупредил США по секретным каналам. То есть за месяц с лишним до падения, в декабре 1977-го, американский Совет национальной безопасности уже знал, что объект с реактором может упасть, и начал планировать последствия неконтролируемого входа в атмосферу.
Забегу вперёд, к самому неприятному. В наше время спутники с ядерными источниками отслеживаются, о них уведомляют, и вероятность «внезапного» падения на жилой район мала. В январе 1978-го всё было иначе. Заранее почти ничего нельзя было сказать: об объекте было известно немного — масса, общее устройство, а главное, точное количество радиоактивного топлива внутри. NORAD считал, что аппарат сгорит в атмосфере. Советская сторона сначала тоже утверждала именно это.
Сгореть целиком он не мог по конструкции. Активная зона была рассчитана так: при входе в атмосферу разрушается бериллиевый отражатель, затем «полностью разрушается» и активная зона. По советским нотам это звучало красиво — реактор безопасен по проекту. На практике фрагменты, включая куски топлива, дошли до земли.
Площадь разброса канадские и американские службы оценили позже: более 124 тысяч квадратных километров. Полоса падения шла от Большого Невольничьего озера на северо-восток, до озера Бейкер, то есть через Северо-Западные территории и земли нынешнего Нунавута, задевая северную Альберту и Саскачеван. Длина трассы — около 600 километров.
Операция поиска получила название Operation Morning Light — «Операция „Утренний свет“». Кодовое имя выдал компьютер из списка; в людской памяти его часто путают с романтическим названием зари, хотя по факту это было именно то, что делала Северо-Западная территория в эти морозные месяцы.
Внутри Штатов подняли весь аппарат: Совет национальной безопасности собрал представителей Госдепа, Пентагона, ЦРУ и министерства энергетики. Дело вёл NEST — Nuclear Emergency Support Team, группа ядерного аварийного реагирования министерства энергетики. Именно она разворачивала приборы и людей.
Дальше — логистика. Три транспортных самолёта C-141 перебросили оборудование NEST на базу канадских ВВС в Эдмонтоне; фотолаборатория базы увеличилась в десять раз. Второй узел развернули в Йеллоунайфе, откуда работали вертолёты. Канадская ядерная аппаратура была неплохой, но созданной для воздушной радиометрии при разведке полезных ископаемых, а не для поиска обломков, поэтому на канадские борта ставили американские приборы.
Позиционирование решали без GPS (его не будет ещё десять лет). Использовали сверхточную систему, привязанную ко времени, и портативную микроволновую сеть радиомаяков, которая по точности обгоняла существовавшие тогда радионавигационные средства.
Что именно искали? Среди топлива были куски, каждый из которых мог убить. Канадские и американские команды нашли один такой фрагмент, размером с монету — кусочек порядка 21 миллиметра, по одному описанию чешуйка цвета никеля. Его обнаружили на льду Большого Невольничьего озера 23 февраля и забрали оттуда в контейнере. Мощность дозы вокруг некоторых фрагментов доходила до 1,1 зиверта в час, отдельные оценки давали 500 рентген в час — доза, которая убивает человека, оставаясь рядом с куском в течение нескольких часов. Из найденных крупных обломков десять из двенадцати оказались радиоактивными.
Температура на месте работ была такой, что батареи приборов приходилось держать внутри курток, иначе они разряжались за минуты. Техники держали в руках не только термометр, но и жидкий азот, и генераторы. При минус сорока по Цельсию и ветре люди работали сутками.
Один эпизод из экспедиции показывает, во что это превращалось. Группа NEST работала у озера Бейкер. Однажды сломался гидравлический вертолёт, и команда осталась на месте. Люди построили снежные иглу, поддерживали огонь всю ночь и дождались самолёта. Несколько человек потеряли пальцы от обморожения. Позже один участник той команды по имени Том Крайтс работал вожатым в бойскаутском лагере в Сьерра-Неваде и объяснял, почему такие ночи ему не страшны: «Кроме того, где ещё можно посмотреть на юг и увидеть северное сияние?»
Из общественной стороны эпизод тоже неоднозначен. Поисковикам был отдан приказ не входить в поселения и лагеря в защитных костюмах и вообще не пугать местных. Опасение было простое: кто-то найдёт в лесу странный металлический обломок, принесёт домой, и радиоактивное загрязнение окажется в чьём-то жилище. Такие случаи были. Группа молодых людей, шедших по старому маршруту первопроходцев, увидела падение обломка на замёрзший водоём у своего лагеря. Они всё рассмотрели и подобрали. Прибывшие поисковики провели дезактивацию. Никто не пострадал, а обувь с загрязнением пришлось заменить; новые лосиные сапоги оплатил американский налогоплательщик.
Заодно выяснилось, что часть обломков утонула вместе со льдом: лёд на озере был метровой, почти четырёхфутовой толщины, горячие куски вмёрзли в него и весной ушли на дно вместе с таянием.
Поисковики работали в две фазы. Первая — с 24 января по 20 апреля 1978 года, когда сломался весенний лёд. Вторая — с 21 апреля по 15 октября, уже по контракту с канадским регулятором (Atomic Energy Control Board).
Поначалу обломки не находились в предсказанном месте, и причина оказалась неожиданной: в момент входа в атмосферу шло стратосферное потепление, влиявшее на плотность слоёв, поэтому траектория расходилась с расчётной. Документировали его на станции метеорологической ракетной сети армии США Poker Flat под Фэрбенксом, на Аляске.
К середине октября набралось более четырёх тысяч частиц, чешуек и кусков; лабораторных анализов — более 4700. Двенадцать крупных фрагментов, десять радиоактивных. На пике поиска одновременно работало около 220 человек, а налёт поисковой авиации превысил 4500 часов. И одна очень разочаровывающая цифра: по оценке регулятора, извлечено около 0,1 процента источника. Позже в прессе встречались оценки и до 10 процентов — расхождение в сто раз, и это одна из тех вещей, где честнее сказать прямо: разные документы описывают разные категории (топливо как таковое или весь материал, включая конструкционные куски) и разные методики оценки. Показательным остаётся главное: абсолютное меньшинство топлива вообще дошло до земли в опознаваемом виде, остальное «сгорело» в атмосфере, разнеся радиоактивность в виде пыли и аэрозоля, с которой уже ничего нельзя было сделать.
Обломки отправляли в Эдмонтон, затем в Whiteshell Nuclear Research Establishment в Пинаве (Манитоба), где хранили и исследовали. На одном из фрагментов различимы надписи кириллицей — тот случай, когда язык на обломке работает как доказательство. Американцы и канадцы по этому материалу реконструировали советскую конструкцию. Из находок, которые их удивили: большой объект в форме «мусорного ведра с куполом», не дававший радиации, оказался клистроном — гигантской вакуумной лампой для радара. А белые металлические брызги, которые шипели и плавили дыры в снегу, — это чистый литий из нейтронного экрана реактора. Такое решение пришлось не по вкусу обеим сторонам поиска.
Канада выставила счёт по Конвенции о международной ответственности за ущерб, причинённый космическими объектами 1972 года. Это документ о том, что государство запуска, то есть то, с чьей территории или под чьей юрисдикцией был запущен аппарат, несёт абсолютную ответственность за ущерб, причинённый его космическим объектом на поверхности Земли.
По расчётам канадских ведомств первая фаза обошлась в 12 048 239,11 канадского доллара, из которых в претензию включили 4 414 348,86. Вторая фаза стоила 1 921 904,55, включили 1 626 825,84. Итого 6 041 174,70. Обоснование включало только расходы «разумные, находящиеся в прямой причинной связи и поддающиеся расчёту с приемлемой точностью».
Дальше началась дипломатия, и здесь описание канадской позиции стоит процитировать по существу, потому что оно очень предметное. Канада задавала советским дипломатам 24 января вопросы о том, что находится на борту, и была удивлена, что СССР не уведомил о возможном падении спутника вблизи её территории. Вопросы повторили 27 января, а 8 февраля 1978-го подали aide-mémoire. Ответы пришли не сразу и не полностью: нота от 21 марта и вторая от 31 мая. На 24 января советский посол говорил, что падение ожидалось, а если части не сгорят — возможно, в районе Алеутских островов, и что значительной опасности нет, только «незначительное местное загрязнение». Ноты с описанием активной зоны (тепловыделяющие элементы с бериллиевым отражателем, разрушение отражателя на входе, затем полное разрушение зоны) появились позднее.
Показательно и то, как менялась советская позиция: сначала — «всё сгорит», затем, в феврале 1978-го, академик Фёдоров, представлявший СССР в научно-технической подкомиссии комитета ООН по космосу, публично признал происхождение найденных обломков от спутника, а нота посольства от 31 мая закрепила это признание официально.
Дело урегулировали в рабочем порядке. Протокол подписали в Москве 2 апреля 1981 года — со стороны Канады посол Джеффри Пирсон, со стороны СССР заместитель министра иностранных дел Н. С. Рыжов; объявил о подписании госсекретарь по иностранным делам Марк Макуиган. Первая статья протокола: Советский Союз выплачивает Канаде три миллиона канадских долларов «в полное и окончательное урегулирование всех вопросов», связанных с распадом «Космоса-954». Вторая статья: Канада принимает эту сумму в качестве такого урегулирования. При этом в канадской претензии ещё оставалась оговорка о праве предъявить дополнительные счета за ущерб, который проявится позже.
Половина от шести миллионов за снег и вертолёты. Это как раз тот случай, когда цифры важнее слов: прецедент установлен, но цена прецедента — это дисконт на «не самое худшее».
Есть в этой истории слой, о котором почти не говорят, но который до сих пор висит над нами, и я имею в виду буквально.
В ходе миссий УС-А активные зоны реакторов выводили специальным импульсом. Согласно опубликованным разборам, при 16 таких выбросах из первичных контуров охлаждения выливалось около 128 килограммов NaK. Сплав распадался в вакууме на капли, часть мелочи уже давно сошла с орбиты, но крупные капли — до 5,5 сантиметра в диаметре — ещё находились в космосе по состоянию на 2012 год, да и сейчас никуда не делись. Металл был облучён нейтронами, так что в нём присутствует радиоактивный аргон-39 с периодом полураспада 269 лет. Для поверхности Земли это не риск: капля сгорит в атмосфере, инертный газ рассеется. Риск другой — удары по действующим аппаратам.
Вторая линия: часть старых аппаратов ещё летает на орбитах ниже захоронения, и в них попадают обломки космического мусора. Для этого класса аппаратов расчётная вероятность сквозного пробития в любые 50 лет оценивается в 8 процентов; при пробое остатки NaK выливаются в космос и снова превращаются в замороженные капли, уже сами становясь мусором. Плюс несколько аппаратов, включая «Космос-1900», с реактором, который не вышел на заданную орбиту, остались на низких орбитах.
Это цена решения: чтобы радар смотрел на океан, пришлось строить атомный генератор и работать с ним на низкой орбите, где половина материала безопасности — это подъём и выброс. Большая часть выбросов сработала. Отказы — «Космос-954» в 1978-м, «Космос-1402» в 1983-м (этот вошёл в атмосферу над Южной Атлантикой), плюс авария запуска в 1973-м, когда реактор упал в Тихий океан к северу от Японии. После этого на аппаратах появился резервный механизм выброса — и в 1988-м, на «Космосе-1900», когда основной механизм отказал, резервный сработал и поднял активную зону почти на нужную высоту. Почти — на 80 километров ниже расчётной.
Теперь самая красивая часть: чем закончилась история на уровне международного права.
После 1978 года международное сообщество признало необходимость набора принципов и руководств по безопасному использованию ядерных источников энергии в космосе. В ноябре 1978-го ООН поручила своему комитету по мирному использованию космоса (COPUOS) создать рабочую группу по ядерным спутникам. В 1992 году Генеральная Ассамблея приняла резолюцию 47/68 — «Принципы, касающиеся использования ядерных источников энергии в космическом пространстве». Документ охватывает четыре блока: оценка безопасности, обмен информацией и диалог между государствами, ответственность и компенсация. По тексту принципы должны быть пересмотрены COPUOS не позднее чем через два года после принятия.
В 2009 году появился International Safety Framework for Nuclear Power Source Applications in Outer Space — международные рамки безопасности, уже с инженерным уклоном, для проектировщиков и операторов миссий, а не только для дипломатов. Обязательности в юридическом смысле у них нет, работает механика интеграции в национальные процессы. В проекте отчёта 2023 года рабочая группа отметила, что рамки широко приняты и признаны полезными.
И, наконец, та самая фраза из канадского минздрава: вызов был не только про право, но и про следование стандартам. В докладе канадской претензии 1981 года есть ссылка на статью VI конвенции — обязанность потерпевшей стороны соблюдать разумные стандарты заботы. Это в международном праве норма для гражданских исков, перенесённая в космос.
Первое и, пожалуй, главное. Эта история — не про «советские атомные спутники, которые падали». Она про то, как инженерное решение, абсолютно логичное внутри своих ограничений, создаёт риск за пределами этих ограничений. Реактор на низкой орбите был единственным способом сделать радар, который видит океан. Внутри задачи всё сходилось красиво: 100 киловатт тепла, 3 киловатта электричества, полтора-два года жизни. За пределами задачи оставался вопрос, что делать, если что-то пойдёт не так, и кто отвечает за «если».
Второе. Самое интересное в этой истории — не сам факт падения, а разрыв между официальной уверенностью и реальностью. Советские ноты объясняли, что реактор по конструкции разрушится в атмосфере полностью, — но до земли дошли очень радиоактивные куски, и вопрос был не в том, кто прав, а в том, сколько их и где. NORAD считал, что объект сгорит, — но через несколько лет на снегу лежали фрагменты, которые убивают за часы. Именно этот разрыв и есть то, что делает космическое право вообще нужным: оно не про злой умысел, оно про то, что физика не обязана совпадать с дипломатической нотой.
Третье. Поражает не «сколько заплатили», а «сколько не заплатили». Шесть миллионов претензии, три миллиона выплаты. В пересчёте на 124 тысячи квадратных километров — копейки. И одновременно — прецедент, который работает до сих пор. Так часто и бывает: нормы, которые потом держат мир, устанавливаются в деле, где справедливость выглядела как торг.
Четвёртое, и оно для меня самое личное. В этой истории есть сцена, которую я не могу не отметить как инженер. Человек, который работал в команде поиска на озере Бейкер, после ночи в снежном иглу и потери пальцев от обморожения вернулся домой и стал водить детей в походы в Сьерра-Неваде. Он объяснял это очень по-человечески: «где ещё можно посмотреть на юг и увидеть северное сияние?» Вот эти люди, а не ракеты, — настоящая причина, по которой мир тогда не получил более серьёзную катастрофу. Не техника, не протоколы, а конкретные специалисты, которые поехали в минус сорок искать радиоактивный мусор на льду.
Пятое. И самое неприятное. Мусор никуда не делся. Пояс капель NaK на орбите — это не метафора, это реальный физический объект, оставшийся от решений 1970-х, и он будет там ещё долго. «Космос-954» упал в Канаду, и это стало уроком, из которого выросли принципы ООН и резервные механизмы выброса. Но сама логика «реактор на низкой орбите» никуда не исчезла, потому что задачи, которые требовали его, тоже никуда не исчезли. И вот это уже вопрос к нам, а не к 1978 году.