Yörüngedeki nükleer başlık nasıl anlaşılır? MIT'den nötron sayan sensör önerisi

Dünya yörüngesinde binlerce uydu dolaşıyor ve bunların bir kısmının gerçekte ne taşıdığını sahibi dışında kimse bilmiyor. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) nükleer mühendis Areg Danagoulian, bu belirsizliğin en tehlikeli biçimine, yani yörüngeye gizlice yerleştirilmiş bir nükleer başlık ihtimaline karşı ölçüme dayalı bir çözüm önerdi. Önerinin özü basit görünüyor: Şüpheli uydunun birkaç kilometre yakınına yerleştirilecek bir gözlem aracı, yaklaşık bir hafta boyunca etraftaki nötronları sayıyor ve hedefte uranyum ya da plütonyum bulunup bulunmadığını yüzde 99'a varan bir güvenle söyleyebiliyor.

Uzayın doğal ışınları bir "röntgen" kaynağına dönüşüyor

Yerdeki nükleer denetimlerde müfettişler genellikle kendi radyasyon kaynaklarını taşır ve incelenen nesneyi bununla "aydınlatır". Uzayda ise bu kaynağa ihtiyaç yok. Dünya'nın çevresi, Güneş'ten ve galaksiden gelen yüksek enerjili protonlarla sürekli dövülen bir ortam. Bu protonlar bir uydunun gövdesine çarptığında, malzemenin cinsine göre farklı miktarda nötron koparır. Uranyum ve plütonyum gibi ağır, yüksek atom numaralı elementler bu çarpışmalarda sıradan alüminyum ya da titanyum yapılara göre belirgin biçimde daha fazla nötron üretir; bölünebilir malzeme ise bu sayıyı ayrıca artırır.

Danagoulian'ın tasarladığı dedektör bu fazlalığı yakalamaya çalışıyor. Önerilen düzenekte, nötronlara duyarlı sintilatör pikselleri elmas tabanlı dedektör katmanlarının arasına yerleştiriliyor ve iki panel hâlinde kullanılıyor. Elmas katmanlar, ortamda bol miktarda bulunan yüklü parçacıkları, yani proton ve elektronları tanıyıp ayıklıyor; böylece yalnızca yüksüz nötronların bıraktığı izler sayılabiliyor. Sensörün hedefe ne kadar yaklaştığı ve ne kadar süre ölçüm yaptığı, sonucun güvenilirliğini doğrudan belirliyor. Araştırmacının hesaplarına göre birkaç kilometrelik mesafede bir haftalık gözlem, başlık taşıyan bir uyduyu taşımayandan ayırt etmeye yetiyor.

Danagoulian sistemin henüz uzayda denenmiş, olgunlaşmış bir teknoloji olmadığını açıkça kabul ediyor. Çalışmanın iddiası, fiziğin buna izin verdiğini ve yöntemin ulusal laboratuvarlarda daha ayrıntılı incelenmeye değer olduğunu göstermek. Hedefi de politika yapıcıların, devletlerin "ulusal teknik araçlar" olarak adlandırdığı doğrulama imkânları arasına böyle bir sensörü eklemeyi ciddi biçimde düşünmesi.

Yasak var, denetim yok

Uzayda nükleer silah bulundurmak aslında yarım asrı aşkın süredir yasak. 27 Ocak 1967'de imzaya açılan ve aynı yılın 10 Ekim'inde yürürlüğe giren Dış Uzay Antlaşması, IV. maddesiyle nükleer silahların ve diğer kitle imha silahlarının Dünya yörüngesine yerleştirilmesini, gök cisimlerine konuşlandırılmasını ya da uzayda başka bir biçimde bulundurulmasını açıkça yasaklıyor. Antlaşmanın bugün 118 taraf devleti bulunuyor. Ne var ki metinde bir uydunun içini denetlemeye yarayan herhangi bir mekanizma yer almıyor; kamuoyunun bildiği hiçbir yöntem de bir ülkenin bu kurala uyup uymadığını yörüngede doğrulayamıyor.

Danagoulian'a göre doğrulama imkânı ortaya çıktığında devletler üzerinde doğal bir baskı oluşacak: Ya kurallara uyacaklar ya da yörüngeye ne gönderdiklerini açıklamak zorunda kalacaklar. Antlaşmayı ihlal etmeye kalkan bir ülkenin bunu gizleyememesi, caydırıcılığın kendisi olarak görülüyor.

Starfish Prime'dan Kosmos 2553'e

Konunun neden bu kadar ciddiye alındığını anlamak için 1962'ye dönmek gerekiyor. ABD, o yıl Starfish Prime adlı denemede 1,4 megatonluk bir termonükleer başlığı Pasifik üzerinde yaklaşık 400 kilometre yükseklikte patlattı. Patlamanın saldığı yüklü parçacıklar Dünya'nın manyetik alanına hapsolarak yapay bir radyasyon kuşağı oluşturdu ve sonraki aylarda yörüngedeki uyduların bir bölümü bu radyasyon yüzünden arızalandı. O dönemin az sayıdaki uydusu için bile yıkıcı olan bu etkinin, bugün iletişimden navigasyona kadar her şeyi taşıyan binlerce uydudan oluşan bir ortamda neye yol açacağını kestirmek zor değil.

Tartışmayı yeniden alevlendiren gelişme ise Rusya'nın Şubat 2022'de fırlattığı Kosmos 2553 uydusu oldu. Uydu, yaklaşık 2.000 kilometre yükseklikte, iç Van Allen kuşağının yoğun radyasyonuyla dolu ve olağan uydular için pek tercih edilmeyen bir yörüngeye yerleştirildi. ABD'li yetkililer 2024'te, Rusya'nın uzaya konuşlandırılabilecek nükleer bir uydu karşıtı silah üzerinde çalıştığına dair endişelerini kamuoyuyla paylaştı; Kosmos 2553'ün böyle bir sistemin bileşenlerini denemek için kullanılmış olabileceği değerlendirildi. Moskova bu iddiaları reddediyor.

Danagoulian'ın önerisi tam da bu tür belirsizlikler için düşünülmüş bir araç. Şüpheli bir uydunun yakınına bir müfettiş araç göndermek teknik açıdan kolay değil ve diplomatik olarak da hassas bir adım. Yine de yaklaşma ve yakın yörünge operasyonları son on yılda sıradan hâle gelmeye başladı; bazı ülkeler başka uyduların yanına sokulup onları inceleyebilen araçlar işletiyor. Bu altyapı, nötron sensörü gibi pasif bir ölçüm aletini taşımak için de kullanılabilir.

Yöntemin önündeki sorular hâlâ çok: Sensörün kalabalık yörüngelerdeki farklı radyasyon koşullarında nasıl çalışacağı, kalkanlama ile gizlenmeye çalışılan bir başlığı ne ölçüde fark edebileceği ve ölçümü kimin, hangi yetkiyle yapacağı bunların başında geliyor. Ancak yarım asırdır kâğıt üzerinde kalan bir yasağın ilk kez fizik ölçümüyle sınanabileceği fikri, uzay güvenliği tartışmasına yeni bir boyut kazandırıyor.