Der Begriff Bhangmeter beschreibt ein hochentwickeltes Detektorsystem, das atmosphärische nukleare Detonationen erkennt und deren Stärke präzise misst. Diese nicht bildgebende Strahlungsmessvorrichtung ist auf Aufklärungs- und Navigationssatelliten installiert und liefert seit Jahrzehnten essenzielle Daten zur nuklearen Überwachung. Neben der Verwendung im Weltraum finden Bhangmeter auch Anwendung in gepanzerten Fahrzeugen mit dem Zweck, taktische nukleare Explosionen möglichst exakt zu orten, zu analysieren und zu lokalisieren. Entwickelt wurde die Technologie am Los Alamos National Laboratory, einer Institution, die für ihre Rolle in der Geschichte der Atomwaffen bekannt ist. Ein Forschungsteam unter Leitung von Hermann Hoerlin konstruierte den Prototypen im Jahr 1948, um nukleare Tests der Zeit, wie Operation Sandstone, zu überwachen.
Bereits kurze Zeit später übernahmen Unternehmen wie EG&G die Weiterentwicklung und Serienfertigung, wobei der Name "Bhangmeter" 1950 von Frederick Reines geprägt wurde – eine humorvolle Wortschöpfung abgeleitet vom Hindi-Wort „bhang“, das eine berauschende Cannabis-Zubereitung bezeichnet. Der Witz dahinter: Man müsse beinahe berauscht sein, um an die Funktionsweise des Geräts zu glauben. Die Funktionsweise des Bhangmeters basiert auf der Erkennung eines charakteristischen doppelpulsigen Lichtsignals, das von atmosphärischen Kernexplosionen ausgeht. Dieses Signal besteht aus einem extrem kurzen, intensiven Lichtblitz von etwa einer Millisekunde Dauer, gefolgt von einer langanhaltenden, weniger intensiven Lichtabgabe, die sich über mehrere Sekunden erstrecken kann. Dieser besondere Lichtverlauf ist ein unverkennbares Merkmal nuklearer Explosionen in der Atmosphäre und entsteht durch die wechselnde Transparenz der Erdatmosphäre in Kombination mit den Eigenschaften der sich ausdehnenden Feuerkugel und der umgebenden Schockwelle.
Zunächst wird die extrem helle Feuerkugel durch die sich schnell ausbreitende Schockfront, auch als „case shock“ bezeichnet, teilweise verdeckt. Diese Schockfront, die aus ionisiertem Plasma besteht und Reste der Waffengehäuse umgibt, ist selbst lichtemittierend, aber lichtundurchlässig. Von außen erfasst sieht man daher zuerst einen Leistungseinbruch im Lichtsignal, da die Schockwelle die Beobachter im Weltraum vor der eigentlichen Feuerkugel abschirmt. Sobald die Schockfront sich weiter ausdehnt und abkühlt, verliert sie diese Opazität, sodass das Licht der inneren Feuerkugel wieder sichtbar wird. Das Bhangmeter registriert einen zweiten, oft etwas verzögerten Lichtpeak, der langsam ansteigt und wieder abfällt.
Aus dem Zeitabstand sowie der Form dieser beiden Lichtmaxima lässt sich die Sprengkraft der Kernwaffe präzise bestimmen. Die Technologie hat sich seit ihrem Ursprung stark weiterentwickelt. Anfangs wurden Bhangmeter bevorzugt in bodengestützten Beobachtungsanlagen oder Flugzeugen montiert. Ab 1961 wurden sie erstmals in modifizierten Flugzeugen eingesetzt, um sowjetische Tests wie die der Tsar-Bombe zu beobachten. Die Einführung von Satelliten als Plattformen ermöglichte eine globale und kontinuierliche Überwachung ohne territoriale Einschränkungen.
Die Vela-Satelliten der USA, eine Kooperation zwischen Air Force und Atomic Energy Commission, waren Vorreiter in der Raumfahrt-Überwachung von Kernwaffentests. Die ersten Vela-Generationen trugen zwar noch keine Bhangmeter, sondern überwachten atomare Explosionen mittels Röntgensensoren. Mit den Weiterentwicklungen, den Advanced Vela-Satelliten, wurden Bhangmeter integriert und boten eine nochmals präzisere Detektion. Die Integration von Bhangmetern in GPS-Satelliten seit den 1980er Jahren markierte einen weiteren Meilenstein. Neben ihrer primären Funktion als Navigationshilfen erfassten die GPS-Systeme auch Signale nuklearer Explosionen und tragen heute maßgeblich zum globalen Nukleartestüberwachungsnetzwerk bei.
Diese Multinutzungsplattformen erlauben eine effiziente und kostengünstige Überwachung großer Gebiete und ermöglichen es den internationalen Sicherheitsorganen, Vertragsverstöße im Rahmen von Teststoppabkommen zuverlässig zu erkennen. Der strategische Nutzen des Bhangmeters liegt nicht nur in der Detektion selbst, sondern auch in der Authentifizierung und Bewertung der Explosionen. Während viele andere Sensoren lediglich eine nukleare Aktivität registrieren, erlaubt das Doppelpulsprinzip des Bhangmeters eine zweifelsfreie Unterscheidung atmosphärischer Atomtests von anderen explosionsartigen Ereignissen, wie vulkanischen Aktivitäten oder konventionellen Sprengungen. Durch die Analyse des Lichtsignals können Experten Rückschlüsse auf die ungefähre Sprengkraft ziehen, was für die Einschätzung der politischen und militärischen Bedeutung eines Tests essentiell ist. Auch im militärischen Bereich am Boden sind Bhangmeter von Bedeutung.
In speziellen NBC (Nuklear, Biologisch, Chemisch) Aufklärungsfahrzeugen dienen sie zur schnellen Erkennung und Positionsbestimmung von Detonationen im Nahbereich. In Kombination mit Druck-, Schall- und anderen Strahlensensoren bilden sie ein ganzheitliches System zur Überwachung nuklearer Gefahren auf dem Schlachtfeld. Auch militärische Bunker und Schutzanlagen sind mit diesen Sensoren ausgestattet, um im Ernstfall eine unmittelbare Frühwarnung zu gewährleisten und so Leben zu retten. Die Entwicklung und Verbreitung von Bhangmetern folgte auch von politischen Meilensteinen. Das Partial Test Ban Treaty von 1963 legte fest, dass die Atommächte eigene technische Mittel zur Überwachung nuklearer Tests einsetzen dürfen.
Die Satellitenüberwachung mit Bhangmetern bildete eine Schlüsseltechnologie, um die Einhaltung dieses Vertrages durch unabhängige Kontrolle zu gewährleisten. Der sogenannte Vela-Vorfall von 1979, bei dem fragliche Signale eines Nuklearereignisses registriert wurden, zeigt exemplarisch die Bedeutung dieser Technik für weltweite Sicherheitsfragen. Während die Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit der Bhangmeter im niedrigen Atmosphärenbereich unter 30 Kilometern Höhe unbestritten ist, gestaltet sich die Detektion in größeren Höhen komplexer. Dort produziert die Explosion eher ein einzelnes Lichtsignal, was die Identifikation erschwert und zu Mehrdeutigkeiten führen kann. Trotzdem bleibt der Bhangmeter für die Überwachung eines großen Spektrums nuklearer Ereignisse unverzichtbar.
