55 лет назад, 30 октября 1961 г., Советский Союз испытал на полигоне Новая Земля (Архангельская область) самое мощное в мире термоядерное устройство - экспериментальную авиационную водородную бомбу мощностью около 58 мегатонн в тротиловом эквиваленте ("изделие 602"; неофициальные названия: "Царь-бомба", "Кузькина мать"). Термоядерный заряд был сброшен с переоборудованного стратегического бомбардировщика Ту-95 и подорван на высоте 3,7 тыс. м над землей.
Ядерное и термоядерное
В основу ядерного (атомного) оружия положена неуправляемая цепная реакция деления тяжелых ядер атомов.
Для осуществления цепной реакции деления используются либо уран-235, либо плутоний-239 (реже - уран-233). Термоядерное оружие (водородные бомбы) предусматривает использование энергии неуправляемой реакции ядерного синтеза, то есть преобразования легких элементов в более тяжелые (например, двух атомов "тяжелого водорода", дейтерия, в один атом гелия). Термоядерное оружие имеет большую возможную мощность взрыва по сравнению с обычными ядерными бомбами.
Разработка термоядерного оружия в СССР
В СССР разработка термоядерного оружия началась в конце 1940-х гг. Андреем Сахаровым, Юлием Харитоном, Игорем Таммом и другими учеными в Конструкторском бюро №11 (КБ-11, известен как Арзамас-16; ныне - Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский НИИ экспериментальной физики, РФЯЦ-ВНИИЭФ; город Саров, Нижегородская обл.). В 1949 г. был разработан первый проект термоядерного оружия. Первая советская водородная бомба РДС-6с мощностью 400 килотонн, была испытана 12 августа 1953 г. на Семипалатинском полигоне (Казахская ССР, ныне - Казахстан). В отличие от США, испытавших первое термоядерное взрывное устройство Ivy Mike 1 ноября 1952 г., РДС-6с была полноценной бомбой, пригодной к доставке бомбардировщиком. Ivy Mike весило 73,8 т и по своим габаритам больше напоминало небольшой завод, однако мощность его взрыва составила на тот момент рекордные 10,4 мегатонны.
"Царь-торпеда"
В начале 1950-х гг., когда стало ясно, что наиболее перспективным по мощности энергии взрыва является термоядерный заряд, в СССР началась дискуссия о способе его доставки. Ракетное вооружение на тот момент было несовершенным; бомбардировщиками, способными доставлять тяжелые заряды, ВВС СССР не располагали.
Поэтому 12 сентября 1952 г. председатель Совета министров СССР Иосиф Сталин подписал постановление "О проектировании и строительстве объекта 627" - подводной лодки с ядерной энергетической установкой. Первоначально предполагалось, что она будет носителем торпеды с термоядерным зарядом Т-15 мощностью до 100 мегатонн, основной целью которой будут базы ВМС и портовые города противника. Главным разработчиком торпеды был Андрей Сахаров.
Впоследствии в своей книге "Воспоминания" ученый писал, что контр-адмирал Петр Фомин, который отвечал за проект 627 со стороны флота, был шокирован "людоедским характером" Т-15. По словам Сахарова, Фомин говорил ему, "что военные моряки привыкли бороться с вооруженным противником в открытом бою" и что для него "отвратительна сама мысль о таком массовом убийстве". Впоследствии этот разговор повлиял на решение Сахарова заняться правозащитной деятельностью. Т-15 так и не была принята на вооружение из-за неудачных испытаний в середине 1950-х гг., а подводная лодка проекта 627 получила обычные, неядерные торпеды.
Проекты сверхмощных зарядов
Решение о создании авиационного сверхмощного термоядерного заряда было принято правительством СССР в ноябре 1955 г. Первоначально разработкой бомбы занимался Научно-исследовательский институт №1011 (НИИ-1011; известен как Челябинск-70; ныне - Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский НИИ технической физики им. академика Е.И. Забабахина, РФЯЦ-ВНИИТФ; город Снежинск Челябинской области).
С конца 1955 г. под руководством главного конструктора института Кирилла Щёлкина велись работы по "изделию 202" (расчетная мощность - примерно 30 мегатонн). Однако в 1958 г. высшее руководство страны закрыло работы по этому направлению.
Спустя два года, 10 июля 1961 г., на совещании с разработчиками и создателями ядерного оружия первый секретарь ЦК КПСС, председатель Совета министров СССР Никита Хрущев объявил о решении руководства страны начать разработку и провести испытание водородной бомбы в 100 мегатонн. Работы были поручены сотрудникам КБ-11. Под руководством Андрея Сахарова группой физиков-теоретиков было разработано "изделие 602" (АН-602). Для него был использован корпус, уже изготовленный в НИИ-1011.
Характеристики "Царь-бомбы"
Бомба представляла собой баллистическое тело обтекаемой формы с хвостовым оперением.
Габариты "изделия 602" были такими же, как и у "изделия 202". Длина - 8 м, диаметр - 2,1 м, масса - 26,5 т.
Расчетная мощность заряда составляла 100 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Но после оценки экспертами влияния такого взрыва на экологию было решено испытывать бомбу с уменьшенным зарядом.
Для транспортировки авиабомбы был переоборудован тяжелый стратегический бомбардировщик Ту-95, получивший индекс "В". Из-за невозможности ее размещения в бомбовом отсеке машины было разработано специальное устройство на подвеске, обеспечивавшее подъем бомбы к фюзеляжу и закрепление его на трех синхронно управляемых замках.
Безопасность экипажа самолета-носителя обеспечивала специально разработанная система из нескольких парашютов у бомбы: вытяжных, тормозных и основного площадью 1,6 тыс. кв. м. Они выбрасывались из хвостовой части корпуса один за другим, замедляя падение бомбы (до скорости примерно 20-25 м/с). За это время Ту-95В успевал отлететь от места взрыва на безопасное расстояние.
Руководство СССР не скрывало намерение провести испытание мощного термоядерного устройства. О предстоящем испытании Никита Хрущев объявил 17 октября 1961 г. на открытии XX съезда КПСС: хочу сказать, что очень успешно идут у нас испытания и нового ядерного оружия. Скоро мы завершим эти испытания. Очевидно, в конце октября. В заключение, вероятно, взорвем водородную бомбу мощностью в 50 миллионов тонн тротила. Мы говорили, что имеем бомбу в 100 миллионов тонн тротила. И это верно. Но взрывать такую бомбу мы не будем".
Генеральная ассамблея ООН приняла 27 октября 1961 г. резолюцию, в которой призвала СССР воздержаться от проведения испытания сверхмощной бомбы.
Испытание
Испытание экспериментального "изделия 602" состоялось 30 октября 1961 г. на полигоне Новая Земля. Ту-95В с экипажем из девяти человек (ведущий летчик - Андрей Дурновцев, ведущий штурман - Иван Клещ) вылетел с военного аэродрома Оленья на Кольском полуострове. Сброс авиабомбы был осуществлен с высоты 10,5 км на площадку Северного острова архипелага, в районе пролива Маточкин Шар. Взрыв произошел на высоте 3,7 км от земли и 4,2 км над уровнем моря, на 188 сек. после отделения бомбы от бомбардировщика.
Вспышка длилась 65-70 сек. "Ядерный гриб" поднялся на высоту 67 км, диаметр раскаленного купола достиг 20 км. Облако долго сохраняло свою форму и было видно на расстоянии нескольких сотен километров. Несмотря на сплошную облачность, световая вспышка наблюдалась на расстоянии более 1 тыс. км. Ударная волна трижды обогнула земной шар, из-за электромагнитного излучения на 40-50 мин. прервалась радиосвязь на многие сотни километров от полигона. Радиоактивное загрязнение в районе эпицентра оказалось небольшим (1 миллирентген в час) поэтому исследовательский персонал смог работать там без опасности для здоровья через 2 часа после взрыва.
По оценкам специалистов, мощность супербомбы составила около 58 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это примерно в три тысячи раз мощнее атомной бомбы, сброшенной США на Хиросиму в 1945 г. (13 килотонн).
Съемка испытания велась как с земли, так и с борта Ту-95В, который на момент взрыва успел отойти на расстояние более 45 км, а также с самолета Ил-14 (на момент взрыва был на расстоянии 55 км). На последнем за испытаниями наблюдали маршал Советского Союза Кирилл Москаленко и министр среднего машиностроения СССР Ефим Славский.
Реакция в мире на советскую супербомбу
Демонстрация Советским Союзом возможности создания неограниченных по мощности термоядерных зарядов преследовала цель установления паритета в ядерных испытаниях, прежде всего с США.
После продолжительных переговоров 5 августа 1963 г. в Москве представители США, СССР и Великобритания подписали Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в космическом пространстве, под водой и на поверхности Земли. С момента его вступления в силу СССР производил только подземные ядерные испытания. Последний взрыв был проведен 24 октября 1990 г. на Новой Земле, после чего Советский Союз объявил об одностороннем моратории на испытания ядерного оружия. В настоящее время этого моратория придерживается и Россия.
Награды создателям
В 1962 г. за успешное испытание самой мощной термоядерной бомбы члены экипажа самолета-носителя Андрей Дурновцев и Иван Клещ были удостоены звания Героя Советского Союза. Восьми сотрудникам КБ-11 присвоено звание Героя Социалистического Труда (из них Андрей Сахаров получил его в третий раз), 40 сотрудников стали лауреатами Ленинской премии.
"Царь-бомба" в музеях
Полноразмерные макеты "Царь-бомбы" (без систем управления и боевых частей) хранятся в музеях РФЯЦ-ВНИИЭФ в Сарове (первый отечественный музей ядерного оружия; открылся в 1992 г.) и РФЯЦ-ВНИИТФ в Снежинске.
В сентябре 2015 г. саровская бомба экспонировалась на московской выставке "70 лет атомной отрасли. Цепная реакция успеха" в Центральном Манеже.
20 век был перенасыщен событиями: в него уместилось две Мировые войны, «холодная война», Карибский кризис (который чуть не привёл к новому глобальному столкновению), падение коммунистической идеологии и стремительное развитие технологий. В этот период велись разработки самого разнообразного оружия, но ведущие державы стремились развивать именно оружие массового поражения.
Многие проекты свернули, но Советскому Союзу удалось создать оружие невиданной мощи. Речь идёт об АН602, широким массам известную как «Царь-бомба», созданную во время гонки вооружений. Разработки велись довольно долго, но конечные испытания прошли успешно.
История создания
«Царь-бомба» стала закономерным результатом периода гонки вооружений между Америкой и СССР, противостояния этих двух систем. СССР получил атомное оружие позднее конкурента и хотел выровнять военный потенциал путём передовых, более мощных устройств.
Выбор логично пал на развитие термоядерного оружия: водородные бомбы были более мощными, нежели обычные ядерные снаряды.
Ещё до Второй мировой войны учёные пришли к мнению, что с помощью термоядерного синтеза можно извлекать энергию. Во время войны Германия, США и СССР вели разработку термоядерного оружия, а Советы и Америка уже к 50-м гг. стали осуществлять первые взрывы.
Послевоенное время и начало холодной войны сделало создание оружия массового поражения приоритетной задачей ведущих держав.
Изначально была задумка создания не «Царь-бомбы», а «Царь-торпеды» (проект получил аббревиатуру Т-15). Она, в силу отсутствия в то время необходимых авиационных и ракетных носителей термоядерного оружия, должна была запускаться с подводной лодки.
Её взрыв должен был вызвать опустошительное цунами на побережье Штатов. Проведя более пристальное исследование проект свернули, признав его сомнительным с позиции реальной боевой эффективности.
Название
«Царь-бомба» имела несколько аббревиатур:
- АН 602 («изделие 602);
- РДС-202 и РН202 (обе – ошибочные).
Бытовали в обиходе другие названия (пришедшие с Запада):
- «Большой Иван»;
- «Кузькина мать».
Название «Кузькина мать» берёт корни из высказывания Хрущева: «Мы ещё покажем Америке кузькину мать!».
Нарекать же неофициально данное оружие «Царь-бомбой» стали из-за его невиданной мощи по сравнению со всеми реально испытанными носителями.
Любопытный факт: «Кузькина мать» имела мощность, сопоставимую с взрывом 3 800 Хиросим, поэтому в теории «Царь бомба» действительно несла врагам апокалипсис по-советски.
Разработка
Бомбу разрабатывали в СССР в период с 1954 по 1961 гг. Распоряжение шло лично от Хрущёва. В проекте участвовала группа физиков-ядерщиков, лучшие умы того времени:
- А.Д. Сахаров;
- В.Б. Адамский;
- Ю.Н. Бабаев;
- С.Г. Кочарянц;
- Ю.Н. Смирнов;
- Ю.А. Трутнев и др.
Руководил разработкой академик Академии наук ССРР И.В. Курчатов. Весь состав учёных помимо создания бомбы стремился выявить пределы максимальной мощности термоядерного оружия. АН 602 разрабатывалась как уменьшенная версия взрывного устройства РН202. В сравнении с изначальной задумкой (масса достигала до 40 тонн) она действительно сбавила вес.
Затея доставки 40-ка тонной бомбы была отвергнута А.Н. Туполевым по причине несостоятельности и не применимости на практике. Её не смог бы поднять ни один советский самолёт тех времен.
На последних стадиях разработки бомба изменилась:
- Поменяли материал оболочки и уменьшили габариты «матери Кузьмы»: она представляла собой цилиндрическое тело длиной 8 м и диаметром около 2 м, имевшее обтекаемые формы и хвостовые стабилизаторы.
- Снизили мощность взрыва, этим немного уменьшив вес (урановая оболочка стала весить 2 800 кг, а общая масса бомбы снизилась до 24 тонн).
- Её спуск осуществлялся при помощи парашютной системы. Она замедляла падение боеприпаса, что позволяло бомбардировщику своевременно покинуть эпицентр взрыва.
Испытания
Масса термоядерного устройства составила 15% от взлётной массы бомбардировщика. Чтобы она свободно располагалась в отсеке для сброса, в нём сняли фюзеляжные топливные баки. За удержание снаряда в бомбоотсеке отвечал новый, более грузоподъёмный балочный держатель (БД-242), оснащённый тремя бомбардировочными замками. За сброс бомбы отвечала электроавтоматика, благодаря чему все три замка открывались одновременно.
О запланированных испытаниях оружия Хрущёв объявил уже на XXII съезде КПСС в 1961 г., а также при встречах с иностранными дипломатами. 30 октября 1961 года АН602 доставили из аэродрома Оленья на полигоне «Новая земля».
Полёт бомбардировщика занял 2 часа, снаряд сбросили с высоты 10 500 м.
Подрыв состоялся в 11:33 по МСК после сброса с высоты 4 000 м. над целью. Время полета бомбы составило 188 секунд. Самолёт, осуществлявший доставку бомбы, за это время улетел от зоны сброса на 39 км, а самолёт-лаборатория (Ту-95А), сопровождавший носитель, на 53 км.
Ударная волна догнала машину на расстоянии 115 км от цели: вибрация ощущалась значительная, около 800 метров высоты было утеряно, но на дальнейший полёт это не повлияло. Светоотражающая краска в некоторых местах выгорела, а части самолёта были повреждены (некоторые даже оплавились).
Итоговая мощность взрыва «Царь бомбы» (58,6 мегатонн) превысила запланированную (51,5 мегатонн).
После операции подвели итоги:
- Огненный шар, образовавшийся в результате взрыва, имел диаметр около 4,6 км. В теории, он мог дорасти до поверхности земли, но благодаря отражённой ударной волне этого не произошло.
- Световое излучение привело бы к ожогам 3-й степени всем, кто находился в 100 км от цели.
- Образовавшийся гриб достиг 67 км. в высоту, а его диаметр у верхнего яруса достиг 95 км.
- Волна атмосферного давления после взрыва трижды обогнула землю, двигаясь со средней скоростью в 303 м/с (9,9 градусов дуги круга в час).
- Люди, находившиеся в 1000 км. от взрыва, почувствовали его.
- Звуковая волна достигла расстояния примерно 800 км, но разрушений или повреждений в близлежащих территориях не было выявлено официально.
- Ионизация атмосферы привела к возникновению помех радиосвязи на расстоянии нескольких сотен километров от взрыва и продлилась 40 минут.
- Радиоактивное загрязнение в эпицентре (2-3 км) от взрыва равнялось около 1 миллирентген в час. Спустя 2 часа после операции загрязнение было практически не опасным. По официальной версии, убитых не было обнаружено.
- Воронка, образовавшаяся после взрыва «Кузькиной матери», не была огромной для бомбы, имеющей мощность 58000 килотонн. Она взорвалась в воздухе, над скальным грунтом. Место взрыва «Царь бомбы» на карте показало, что в диаметре она около 200 м.
- После сброса, благодаря реакции термоядерного синтеза (практически не оставляющей радиоактивного загрязнения) присутствовала относительная чистота – больше 97 %.
Последствия испытания
Следы от подрыва «Царь-бомбы» до сих пор сохранились на «Новой земле». Речь шла о мощнейшем взрывном устройстве за всю историю человечества. Советский союз продемонстрировал остальным державам, что он владеет передовым оружием массового поражения.
Пользу от испытания АН 602 извлекла и наука в целом. Эксперимент позволил проверить действующие тогда принципы расчёта и конструирования термоядерных зарядов многоступенчатого типа. Опытным путём было доказано, что:
- Мощность термоядерного заряда, по сути, ничем не ограничивается (теоретически об этом сделали вывод американцы ещё за 3 года до взрыва бомбы).
- Стоимость увеличения мощности заряда можно рассчитать. По ценам 1950 года одна килотонна тротилового эквивалента обходилась в 60 центов (к примеру, взрыв, сопоставимый с бомбёжкой Хиросимы, обошёлся в 10 долларов).
Перспективы практического использования
АН602 не готова к применению в бою. В условиях огня по самолёту-носителю бомбу (по размерам сопоставимую с маленьким китом) к цели бы доставить не удалось. Скорее её создание и испытание было попыткой демонстрации технологии.
Позже, в 1962 году на «Новой земле» (полигон в Архангельской области) испытали новое оружие, изготовленный термоядерный заряд в корпусе АН602, испытания проводили несколько раз:
- Его масса составляла 18 тонн, а мощность – 20 мегатонн.
- Доставка осуществлялась с тяжёлых стратегических бомбардировщиков 3М и Ту-95.
Сброс подтвердил, что термоядерные авиационные бомбы меньшей массы и мощности легче производить и использовать в боевых условиях. Новый боеприпас по-прежнему был разрушительнее тех, что сбросили на Хиросиму (20 килотонн) и Нагасаки (18 килотонн).
Используя опыт создания АН602, Советы разрабатывали боевые блоки ещё большей мощности, устанавливаемые на сверхтяжёлые боевые ракеты:
- Глобальная: УР-500 (могла быть реализована под названием «Протон»).
- Орбитальная: Н-1 (на её основе позднее пытались создать ракету-носитель, которая бы доставила советскую экспедицию на Луну).
В итоге, русская бомба не получила развития, но косвенно повлияла на ход гонки вооружений. Позже, создание «Кузькиной матери» легло в концепцию развития стратегических ядерных сил СССР – «Ядерную доктрину Маленкова-Хрущёва».
Устройство и технические характеристики
Бомба была схожа с моделью РН202, но имела ряд конструктивных изменений:
- Иную центровку.
- 2-ступенчатую систему инициации взрыва. Ядерный заряд 1-й ступени (1,5 мегатонны от общей мощности взрыва) запускал термоядерную реакцию во 2-й ступени (со свинцовыми компонентами).
Детонация заряда происходила следующим образом:
Сначала происходит взрыв заряда инициатора малой мощности, закрытого внутри оболочки НВ (по сути – миниатюрной атомной бомбы мощностью 1,5 мегатонн). В результате мощного выброса нейтронов и высокой температуры начинается термоядерный синтез в основном заряде.
Нейтроны разрушают вкладыш из дейтерия-лития (соединения дейтерия и изотопа лития-6). В результате цепной реакции литий-6 расщепляется на тритий и гелий. В итоге, атомный запал способствует началу термоядерного синтеза в сдетонированном заряде.
Тритий и дейтерий смешиваются, запускается термоядерная реакция: внутри бомбы стремительно повышается температура и давление, Растет кинетическая энергия ядер, способствуя взаимному проникновению с образованием новых, более тяжелых элементов. Основными продуктами реакции являются свободный гелий и быстрые нейроны.
Быстрые нейтроны способны расщепить атомы из урановой оболочки, которые тоже генерируют огромную энергию (ок. 18 Мт). Происходит активация процесса деления ядер урана-238. Все вышеперечисленное способствует образованию взрывной волны и выделению огромного количества тепла, благодаря чему огненный шар растёт.
Каждый атом урана при распаде даёт 2 радиоактивные части, в результате получается до 36 разных химэлементов и порядка 200 радиоактивных изотопов. И-за этого появляются радиоактивные осадки, которые после взрыва «Царь-бомбы» зарегистрировали на расстоянии сотен километров от места испытания.
Заряд и схема разложения элементов созданы таким образом, что все указанные процессы протекают мгновенно.
Конструкция позволяет увеличивать мощность практически без ограничений, причём, по сравнению со стандартными атомными бомбами, сэкономив финансы и время.
Сначала планировали 3-ступенчатую систему (по задумке, вторая ступень активировала деление ядер в блоках из 3-й ступени, имевшей компонента из урана-238), инициируя ядерную «реакцию Джекила-Хайда», но её убрали из-за потенциально высокого уровня радиоактивного загрязнения. Это привело к вдвое меньшей расчётной мощности взрыва (со 101,5 мегатонны до 51,5).
Финальный вариант от первоначального отличался меньшим уровнем радиоактивного загрязнения после взрыва. В результате, бомба утратила больше половины от запланированной мощности заряда, но это было обосновано учеными. Они боялись, что земная кора может не выдержать такого мощного воздействия. Именно по этой причине и взывали не на земле а в воздухе.
Потребовалось подготовить не только бомбу, но и самолёт, отвечавший за её доставку и сброс. Такое было не под силу обычному бомбардировщику. Самолёт должен иметь:
- Упрочнённую подвеску;
- Соответствующую конструкцию бомбоотсека;
- Устройство для сброса;
- Покрытие светоотражающей краской.
Эти задачи были решены после пересмотра габаритов самой бомбы и , сделав его носителем ядерных бомб огромной мощности (в конце данная модель была принята Советами и получила название Ту-95В).
Слухи и мистификации, связанные с АН 602
Поговаривали, что итоговая мощность взрыва составила 120 мегатонн. Такие проекты имели место (скажем, боевая версия глобальной ракет УР-500, запланированная мощность которой – 150 мегатонн), но не были реализованы.
Ходил слух, что изначальная мощность заряда была выше в 2 раза, чем итоговая.
Снизили её (кроме вышеописанного) из-за опасения появления самоподдерживающейся термоядерной реакции в атмосфере. Любопытно, что схожие предупреждения ранее исходили от учёных, разрабатывавших первую атомную бомбу (Манхэттенский проект).
Последнее заблуждение – о возникновении «геологических» последствий оружия. Считалось, что подрыв первоначальной версии «Иван-бомбы» могла пробить земную кору до мантии, если бы взорвалась на земле, а не в воздухе. Это неверно – диаметр воронки после наземного подрыва бомбы, допустим, в одну мегатонну составляет примерно 400 м, а её глубина до 60 м.
Расчёты показывали, что взрыв «Царь-бомбы» на поверхности приведёт к появлению воронки диаметром 1,5 км и глубиной до 200м. Огненный шар, появившийся после взрыва «Царь бомбы», стёр бы город, на который она упала, а на его месте образовался бы большой кратер. Ударная волна разрушила бы пригород, а все выжившие получили бы ожоги 3-й и 4-й степени. Мантию, она может и не пробила бы, но землетрясения, причем по всему миру, были бы гарантированы.
Выводы
«Царь-бомба» действительно явила собой грандиозный проект и символ той безумной эпохи, когда великие державы стремились обогнать друг друга в создании оружия массового поражения. Демонстрация силы нового оружия массового поражения была проведена.
Для сравнения – у США, до этого считавшихся лидером по ядерному потенциалу, максимально мощная термоядерная бомба, состоящая на вооружении, имела мощность (в тротиловом эквиваленте) в 4 раза меньше, чем у АН 602.
«Царь-бомба» была сброшена с носителя, тогда как американцы взорвали свой снаряд в ангаре.
По ряду технических и военных нюансов перешли на разработку менее эффектного, зато более эффективного вооружения. Производить 50-ти и 100-мегатонные бомбы нецелесообразно: это единичные изделия, годящиеся исключительно для политического давления.
«Кузькина мать» помогла развитию переговоров о запрете испытаний оружия массового поражения в 3 средах. В итоге, США, СССР и Великобритания подписали договор уже в 1963 году. Президент академии наук СССР (главный «научный центр Советов того времени) Мстислав Келдыш говорил о том, что советская наука своей целью видит дальнейшее развитие и укрепление мира.
Видео
Поначалу планировалось создать бомбу весом 40 тонн. Но конструкторы Ту-95 (который должен был доставлять бомбу до места падения) отвергли эту идею сразу. Самолет с такой нагрузкой просто не смог бы долететь до полигона. Заданная масса "супербомбы" была уменьшена.
Тем не менее, большие габариты и огромная мощность бомбы (первоначально планировалась длина восемь метров, диаметр два метра при массе 26 тонн) потребовали существенных доработок Ту-95. В результате получился, по сути дела, новый, а не просто доработанный вариант старого самолета, получивший обозначение Ту-95-202 (Ту-95В). Самолет Ту-95-202 был оборудован двумя дополнительными пультами управления: один — для управления автоматикой "изделия", другой — для управления его системой обогрева. Очень сложной оказалась проблема подвески авиабомбы, так как из-за своих габаритов она не помещалась в бомбовый отсек самолета. Для ее подвески было сконструировано специальное устройство, обеспечивавшее подъем "изделия" к фюзеляжу и закрепление его на трех синхронно управляемых замках.
В самолете заменили все электрические разъемы, крылья и фюзеляж покрыли светоотражающей краской.
Для обеспечения безопасности самолета-носителя московские конструкторы парашютно-десантной техники разработали специальную систему из шести парашютов (площадь самого большого равнялась 1,6 тысячи квадратных метров). Они выбрасывались из хвостовой части корпуса бомбы один за другим и замедляли снижение бомбы, так что самолет успевал к моменту взрыва отойти на безопасное расстояние.
К 1959 году носитель супербомбы был создан, но в связи с некоторым потеплением отношений между СССР и США до практических испытаний дело не дошло. Ту-95-202 сначала использовался как учебный на аэродроме в городе Энгельсе, а затем был списан за ненадобностью.
Однако в 1961 году, с началом нового витка "холодной войны", испытания "супербомбы" вновь стали актуальными . После принятия постановления Правительства СССР о возобновлении испытаний ядерного заряда в июле 1961 года началась авральная работа в КБ-11 (ныне Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, РФЯЦ-ВНИИЭФ), которому в 1960 году была поручена дальнейшая разработка супербомбы, где ей было присвоено обозначение "изделие 602". В конструкции самой супербомбы и ее заряда было применено большое число серьезных новшеств. Первоначально мощность заряда составляла 100 мегатонн тротилового эквивалента. По инициативе Андрея Сахарова мощность заряда была снижена вдвое.
Самолет-носитель из списанных возвратили в строй . На нем срочно заменили все разъемы в системе электроавтоматики сброса, сняли створки грузоотсека, т.к. реальная бомба по габаритам и массе оказалась несколько больше макета (длина бомбы — 8,5 метра, ее масса — 24 тонны, парашютной системы — 800 килограмм).
Особое внимание было уделено специальной подготовке экипажа самолета-носителя. Никто не мог дать летчикам гарантию благополучного возвращения после сброса бомбы. Специалисты опасались, что после взрыва может возникнуть неконтролируемая термоядерная реакция в атмосфере.
О предстоящих испытаниях бомбы объявил Никита Хрущев в своем докладе 17 октября 1961 года на XXII съезде КПСС. Руководила испытаниями Государственная комиссия.
30 октября 1961 года Ту-95В с бомбой на борту, взлетев с аэродрома "Оленья" в Мурманской области, взял курс на полигон, находящийся на архипелаге Новая Земля в Северном Ледовитом океане. Следом взлетел самолет-лаборатория Ту-16 для записи явлений взрыва и полетел ведомым за самолетом-носителем. Весь ход полета и сам взрыв снимались с борта Ту-95В, с сопровождавшего Ту-16 и с различных точек на Земле.
В 11 часов 33 минуты по команде барометрического датчика бомба, сброшенная с 10 500 метров, взорвалась на высоте 4000 метров. Огненный шар при взрыве превысил радиус четыре километра, достичь поверхности земли ему помешала мощная отраженная ударная волна, отбросившая огненный шар от земли.
Огромное облако, образовавшееся в результате взрыва, достигло высоты 67 километров, а диаметр купола из раскаленных продуктов — 20 километров.
Взрыв был такой силы, что сейсмическая волна в земной коре, порожденная ударной волной, три раза обошла вокруг Земли. Вспышка была видна на расстоянии более 1000 километров. В брошенном поселке, расположенном на расстоянии 400 километров от эпицентра, были вырваны деревья, выбиты стекла и снесены крыши домов.
Ударной волной самолет-носитель, который к тому времени находился на расстоянии 45 километров от точки сброса, скинуло до высоты 8000 метров, и в течение некоторого времени после взрыва Ту-95В был неуправляем. Экипаж получил некоторую дозу радиации. За счет ионизации, на 40 мин была потеряна связь с Ту-95В и Ту-16. Что случилось с самолетами и экипажами, все это время никто не знал. Через какое-то время оба самолета вернулись на базу, на фюзеляже Ту-95В виднелись подпалы.
В отличие от американского испытания водородной бомбы "Кастро Браво", взрыв "Царь-бомбы" на Новой Земле оказался относительно "чистым". Участники испытаний прибыли в точку, над которой произошел термоядерный взрыв, уже через два часа; уровень радиации в этом месте большой опасности не представлял. В этом сказались конструктивные особенности советской бомбы, а также то, что взрыв произошел на достаточно большом удалении от поверхности.
По итогам самолетных и наземных измерений энерговыделение взрыва было оценено в 50 мегатонн тротилового эквивалента, что совпало с ожидаемым по расчетам значением.
Испытание 30 октября 1961 года показало, что разработки в области ядерного оружия могут быстро перешагнуть критический предел. Основной целью, которая ставилась и была достигнута этим испытанием, стала демонстрация возможности создания СССР неограниченных по мощности термоядерных зарядов. Данное событие сыграло ключевую роль в установлении ядерного паритета в мире и предотвращении использования атомного оружия.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Царь-бомба - это название водородной бомбы АН602, испытания которой были проведены в Советском Союзе в 1961 году. Эта бомба была самой мощной из всех когда-либо взорванных. Ее мощность была такова, что вспышка от взрыва была видна за 1000 км, а ядерный гриб поднялся почти на 70 км.
Царь-бомба была водородной бомбой. Ее создали в лаборатории Курчатова. Мощность бомбы была такой, что ее хватило бы на 3800 Хиросим.
Давайте вспомним историю ее создания.
В начале «атомного века» Соединённые Штаты и Советский Союз вступили в гонку не только по количеству атомных бомб, но и по их мощности.
СССР, который обзавёлся атомным оружием позже конкурента, стремился выравнять положение за счёт создания более совершенных и более мощных устройств.
Разработка термоядерного устройства по кодовым названием «Иван» была начата в середине 1950-х годов группой физиков под руководством академика Курчатова. В группу, занимавшуюся данным проектом, входили Андрей Сахаров, Виктор Адамский, Юрий Бабаев, Юрий Трунов и Юрий Смирнов.
В ходе исследовательских работ учёные также пытались нащупать пределы максимальной мощности термоядерного взрывного устройства.
Теоретическая возможность получения энергии путём термоядерного синтеза была известна ещё до Второй мировой войны, но именно война и последующая гонка вооружений поставили вопрос о создании технического устройства для практического создания этой реакции. Известно, что в Германии в 1944 году велись работы по инициированию термоядерного синтеза путём сжатия ядерного топлива с использованием зарядов обычного взрывчатого вещества - но они не увенчались успехом, так как не удалось получить необходимых температур и давления. США и СССР вели разработки термоядерного оружия начиная с 40-х годов, практически одновременно испытав первые термоядерные устройства в начале 50-х. В 1952 году на атолле Эниветок США осуществили взрыв заряда мощностью 10,4 мегатонны (что в 450 раз больше мощности бомбы, сброшенной на Нагасаки), а в 1953 году в СССР было испытано устройство мощностью 400 килотонн.
Конструкции первых термоядерных устройств были плохо приспособленными для реального боевого использования. К примеру, устройство, испытанное США в 1952 году, представляло собой наземное сооружение высотой с 2-этажный дом и весом свыше 80 тонн. Жидкое термоядерное горючее хранилось в нём с помощью огромной холодильной установки. Поэтому в дальнейшем серийное производство термоядерного оружия осуществлялось с использованием твёрдого топлива - дейтерида лития-6. В 1954 году США испытали устройство на его основе на атолле Бикини, а в 1955 году на Семипалатинском полигоне была испытана новая советская термоядерная бомба. В 1957 году испытания водородной бомбы провели в Великобритании.
Проектные изыскания длились в течение нескольких лет, а финальный этап разработки «изделия 602» пришёлся на 1961 год и занял 112 дней.
Бомба АН602 имела трёхступенчатую конструкцию: ядерный заряд первой ступени (расчётный вклад в мощность взрыва - 1,5 мегатонны) запускал термоядерную реакцию во второй ступени (вклад в мощность взрыва - 50 мегатонн), а она, в свою очередь, инициировала так называемую ядерную «реакцию Джекилла-Хайда» (деление ядер в блоках урана-238 под действием быстрых нейтронов, образующихся в результате реакции термоядерного синтеза) в третьей ступени (ещё 50 мегатонн мощности), так что общая расчётная мощность АН602 составляла 101,5 мегатонн.
Однако первоначальный вариант был отклонён, поскольку в таком виде вызвал бы чрезвычайно мощное радиационное загрязнение (которое, однако, по расчётам всё равно серьёзно уступало бы тому, которое было вызвано куда менее мощными американскими устройствами).
В итоге было решено не использовать «реакцию Джекилла-Хайда» в третьей ступени бомбы и заменить урановые компоненты на их свинцовый эквивалент. Это уменьшало расчётную общую мощность взрыва почти вдвое (до 51,5 мегатонн).
Ещё одним ограничением для разработчиков были возможности авиатехники. Первый вариант бомбы весом в 40 тонн был отвергнут авиаконструкторами из КБ Туполева - самолёт-носитель не смог бы доставить подобный груз до цели.
В итоге стороны достигли компромисса - атомщики уменьшили вес бомбы вдвое, а авиационные конструкторы готовили для неё специальную модификацию бомбардировщика Ту-95 - Ту-95В.
Оказалось, что поместить заряд в бомболюке не удастся ни при каких условиях, поэтому донести АН602 до цели Ту-95В должен был на специальной внешней подвеске.
Фактически самолёт-носитель был готов в 1959 году, однако физикам-атомщикам было дано указание не форсировать работы по бомбе - как раз в этот момент в мире наметились признаки снижения напряжения в международных отношениях.
В начале 1961 года, однако, обстановка вновь обострилась, и проект реанимировали.
Окончательный вес бомбы вместе с парашютной системой составил 26,5 тонн. У изделия оказалось сразу несколько названий - «Большой Иван», «Царь-Бомба» и «Кузькина мать». Последнее приклеилось к бомбе после выступление советского лидера Никиты Хрущёва перед американцами, в котором он посулил им показать «кузькину мать».
О том, что Советский Союз планирует в ближайшее время испытать сверхмощный термоядерный заряд, в 1961 году Хрущёв вполне открыто говорил иностранным дипломатам. 17 октября 1961 года о предстоящих испытаниях советский лидер заявил в докладе на XXII съезде партии.
Местом испытаний был определён полигон «Сухой Нос» на Новой Земле. Подготовка к взрыву была завершена в последних числах октября 1961 года.
Самолёт-носитель Ту-95В базировался на аэродроме в Ваенге. Здесь же в специальном помещении производилась окончательная подготовка к испытаниям.
Утром 30 октября 1961 года экипаж лётчика Андрея Дурновцева получил приказ вылететь в район полигона и произвести сброс бомбы.
Взлетев с аэродрома в Ваенге, Ту-95В через два часа достиг расчётной точки. Бомба на парашютной системе была сброшена с высоты 10 500 метров, после чего лётчики сразу стали уводить машину из опасного района.
В 11:33 по московскому времени на высоте 4 км над целью был произведён взрыв.
Мощность взрыва заметно превысила расчётную (51,5 мегатонн) и составила от 57 до 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте.
Принцип действия:
Действие водородной бомбы основано на использовании энергии, выделяющейся при реакции термоядерного синтеза лёгких ядер. Именно эта реакция протекает в недрах звёзд, где под действием сверхвысоких температур и гигантского давления ядра водорода сталкиваются и сливаются в более тяжёлые ядра гелия. Во время реакции часть массы ядер водорода превращается в большое количество энергии - благодаря этому звёзды и выделяют огромное количество энергии постоянно. Учёные скопировали эту реакцию с использованием изотопов водорода - дейтерия и трития, что и дало название «водородная бомба». Изначально для производства зарядов использовались жидкие изотопы водорода, а впоследствии стал использоваться дейтерид лития-6, твёрдое вещество, соединение дейтерия и изотопа лития.
Дейтерид лития-6 является основным компонентом водородной бомбы, термоядерным горючим. В нём уже хранится дейтерий, а изотоп лития служит сырьём для образования трития. Для начала реакции термоядерного синтеза требуется создать высокие температуру и давление, а также выделить из лития-6 тритий. Эти условия обеспечивают следующим образом.
Оболочку контейнера для термоядерного горючего делают из урана-238 и пластика, рядом с контейнером размещают обычный ядерный заряд мощностью несколько килотонн - его называют триггером, или зарядом-инициатором водородной бомбы. Во время взрыва плутониевого заряда-инициатора под действием мощного рентгеновского излучения оболочка контейнера превращается в плазму, сжимаясь в тысячи раз, что создаёт необходимое высокое давление и огромную температуру. Одновременно с этим нейтроны, испускаемые плутонием, взаимодействуют с литием-6, образуя тритий. Ядра дейтерия и трития взаимодействуют под действием сверхвысоких температуры и давления, что и приводит к термоядерному взрыву.
Если сделать несколько слоёв урана-238 и дейтерида лития-6, то каждый из них добавит свою мощность ко взрыву бомбы - т. е. такая «слойка» позволяет наращивать мощность взрыва практически неограниченно. Благодаря этому водородную бомбу можно сделать почти любой мощности, причём она будет гораздо дешевле обычной ядерной бомбы такой же мощности.
Свидетели испытания говорят, что ничего подобного в своей жизни им более наблюдать не приходилось. Ядерный гриб взрыва поднялся на высоту 67 километров, световое излучение потенциально могло вызывать ожоги третьей степени на расстоянии до 100 километров.
Наблюдатели сообщали, что в эпицентре взрыва скалы приняли удивительно ровную форму, а земля превратилась в некое подобие военного плаца. Полное уничтожение было достигнуто на площади, равной территории Парижа.
Ионизация атмосферы стала причиной помех радиосвязи даже в сотнях километров от полигона в течение около 40 минут. Отсутствие радиосвязи убедило учёных - испытания прошли как нельзя лучше. Ударная волна, возникшая в результате взрыва «Царь-бомбы», трижды обогнула земной шар. Звуковая волна, порождённая взрывом, докатилась до острова Диксон на расстоянии около 800 километров.
Несмотря на сильную облачность, свидетели видели взрыв даже на расстоянии тысячи километров и могли его описать.
Радиоактивное заражение от взрыва оказалось минимальным, как и планировали разработчики, - более 97 % мощности взрыва давала практически не создающая радиоактивного загрязнения реакция термоядерного синтеза.
Это позволило учёным приступить к исследованию результатов испытаний на опытном поле уже через два часа после взрыва.
Взрыв «Царь-бомбы» действительно произвёл впечатление на весь мир. Она оказалась мощнее самой мощной американской бомбы в четыре раза.
Существовала теоретическая возможность создания ещё более мощных зарядов, однако от реализации таких проектов было решено отказаться.
Как ни странно, главными скептиками оказались военные. С их точки зрения, практического смысла подобное оружие не имело. Как прикажете его доставлять в «логово врага»? Ракеты у СССР уже были, но долететь до Америки с таким грузом им было не под силу.
Стратегические бомбардировщики также были не в состоянии долететь до США с такой «поклажей». К тому же они становились лёгкой мишенью для средств ПВО.
Учёные-атомщики оказались куда большими энтузиастами. Выдвигались планы размещения у берегов США нескольких сверхбомб мощностью в 200–500 мегатонн, взрыв которых должен был вызвать гигантское цунами, которое смыло бы Америку в прямом смысле слова.
Академик Андрей Сахаров, будущий правозащитник и лауреат Нобелевской премии мира, выдвинул другой план. «Носителем может явиться большая торпеда, запускаемая с подводной лодки. Я фантазировал, что можно разработать для такой торпеды прямоточный водо-паровой атомный реактивный двигатель. Целью атаки с расстояния нескольких сот километров должны стать порты противника. Война на море проиграна, если уничтожены порты, - в этом нас заверяют моряки. Корпус такой торпеды может быть очень прочным, ей не будут страшны мины и сети заграждения. Конечно, разрушение портов - как надводным взрывом „выскочившей“ из воды торпеды со 100-мегатонным зарядом, так и подводным взрывом - неизбежно сопряжено с очень большими человеческими жертвами», - писал учёный в своих воспоминаниях.
О своей идее Сахаров рассказал вице-адмиралу Петру Фомину. Бывалый моряк, возглавлявший «атомный отдел» при Главкоме ВМФ СССР, пришёл в ужас от замысла учёного, назвав проект «людоедским». По словам Сахарова, он устыдился и более никогда к данной идее не возвращался.
Учёные и военные за успешное проведение испытаний «Царь-бомбы» получили щедрые награды, но сама идея сверхмощных термоядерных зарядов стала уходить в прошлое.
Конструкторы ядерного оружия сосредоточились на вещах менее эффектных, но куда более эффективных.
А взрыв «Царь-бомбы» и по сей день остаётся самым мощным из тех, что когда-либо были произведены человечеством.
Царь-бомба в цифрах:
Вес: 27 тонн
Длина: 8 метров
Диаметр: 2 метра
Мощность: 55 мегатонн в тротиловом эквиваленте
Высота ядерного гриба: 67 км
Диаметр основания гриба: 40 км
Диаметр огненного шара: 4.6 км
Расстояние, на котором взрыв вызывал ожоги кожи: 100 км
Расстояние видимости взрыва: 1000 км
Количество тротила, необходимое, чтобы сравняться по мощности с царь-бомбой: гигантский тротиловый куб со стороной 312 метров (высота Эйфелевой башни).