Испытание водородной бомбы "Царь-бомба"

АН602 (она же «Царь-бомба», а также (ошибочно) РДС-202 и РН202) — термоядерная авиационная бомба, разработанная в СССР в 1956—1961 гг. группой физиков-ядерщиков под руководством академика Академии наук СССР И. В. Курчатова.

Испытание АН602 состоялось 30 октября 1961 года посредством сброса с самолёта Ту-95В на ядерном полигоне «Сухой Нос» (остров Новая Земля). Измеренная мощность взрыва составила 58,6 мегатонн в тротиловом эквиваленте или около 2,4х1017 Дж (что соответствует дефекту массы 2,65 кг).

Применение АН602 наглядно продемонстрировало владение Советским Союзом неограниченным по мощности оружием массового поражения. Научным результатом стала экспериментальная проверка принципов расчёта и конструирования термоядерных зарядов многоступенчатого типа.

АН602 представляла собой модификацию проекта РН202.

«Царь-бомба» является самым мощным изготовленным взрывным устройством за всю историю человечества. Бомба внесена в книгу рекордов Гиннесса, как самое мощное термоядерное устройство, прошедшее испытание[3].

В ряде опубликованных книг, даже авторства участников разработки изделия 602, содержатся неточности, которые тиражируются в других источниках.

Цели проекта

В середине 1950-х США имели безусловное превосходство над СССР по ядерным вооружениям. Хотя в СССР к этому времени уже были созданы термоядерные заряды, но не было необходимого их разнообразия. Также не было эффективных средств доставки ядерных зарядов до территории США как в 1950-е, так и в 1961 году. Реальной возможности ответного ядерного удара по США у СССР не было.

Помимо внешнеполитического и пропагандистского соображений — ответить на ядерный шантаж США — создание «Царь-бомбы» укладывалось в концепцию ядерного сдерживания, принятую в период руководства страной Г. М. Маленковым и Н. С. Хрущёвым, которая сводилась к ядерному блефу, чтобы создать видимость ядерного равновесия.

Также 23 июня 1960 года вышло Постановление Совета Министров СССР о создании сверхтяжёлой баллистической ракеты Н-1 (индекс ГРАУ — 11А52) с боевой частью массой 75 тонн (для сравнительной оценки — масса боевой части испытанной в 1964 г. межконтинентальной МБР УР-500 составляла 14-тонн).

Отработка новых конструкций ядерных и термоядерных боеприпасов требует проведения испытаний, в которых подтверждается работоспособность устройства, его безопасность в аварийных ситуациях и подтверждалось расчётное энерговыделение при взрыве.

До бомбы, в начале 1950-х гг., разрабатывалась аналогичная торпеда. Авиационных и ракетных комплексов с нужными тактико-техническими характеристиками в СССР тогда не было и руководством страны было принято решение о создании термоядерной торпеды и подводной лодки для её доставки к побережью противника: 12 сентября 1952 г. И. В. Сталин подписал постановление Совета Министров СССР «О проектировании и строительстве объекта 627» (подводной лодки с ядерной энергетической установкой). Предполагалось, что она будет носителем торпеды Т-15 с термоядерным зарядом мощностью до 100 мегатонн тротилового эквивалента. Из-за неудачных испытаний Т-15 не была завершена, подводная лодка получила обычные торпеды.

Название

Официальные названия: «изделие 602», «АН602», «Иван».

В настоящее время разница названий становится причиной путаницы, когда AH602 ошибочно отождествляют с РДС-37 или с РН202 (изделием 202). (AН602 представляла собой модификацию РН202. В переписке для РН202 первоначально использовалось обозначение «РДС-202»[10], «202» и «изделие В»).

Неофициальные названия — «Царь-бомба» и «Кузькина мать». Название «Царь-бомба» подчёркивает, что это самое мощное оружие в истории. Название «Кузькина мать» появилось под впечатлением высказывания Н. С. Хрущева вице-президенту США Ричарду Никсону: «В нашем распоряжении имеются средства, которые будут иметь для вас тяжелые последствия. Мы вам покажем кузькину мать!».

Разработка

Разработка сверхмощной бомбы началась в 1956 г. и проводилась в два этапа. На первом этапе, с 1956 по 1958 г.г. это было «изделие 202», которое разрабатывалось в созданном незадолго до этого НИИ-1011. Cовременное название НИИ-1011 — «Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики (РФЯЦ-ВНИИТФ)». Согласно официальной истории института приказ о создании НИИ в системе Министерства среднего машиностроения СССР был подписан 5 апреля 1955 года, к работе в НИИ-1011 приступили несколько позже.

На втором этапе разработки, с 1960 до успешного испытания в 1961 г., бомба называлась «изделие 602» и разрабатывалась в КБ-11 (ныне — ВНИИЭФ), вёл разработку В. Б. Адамский, кроме него физическую схему разрабатывали А. Д. Сахаров, Ю. Н. Бабаев, Ю. Н. Смирнов, Ю. А. Трутнев.

Разработка самолёта-носителя

Для доставки бомбы коллективом под руководством Александра Надашкевича в 1955 г. был разработан модифицированный вариант бомбардировщика Ту-95 — Ту-95В, другое название — Ту-95-202. Этот самолёт был изготовлен в единственном экземпляре.

Первые проработки по этой теме начались сразу после переговоров И. В. Курчатова осенью 1954 года с А. Н. Туполевым, который назначил руководителем темы своего заместителя по системам вооружения А. В. Надашкевича. Анализ показал, что подвеска такой большой бомбы потребует серьёзных изменений в самолёте. В первой половине 1955 года были согласованы габариты, вес и размещение АН202 в самолёте. Как и предполагалось, масса бомбы составляла 15 % взлётной массы носителя, но из-за её размеров самолёт остался без подвесных топливных баков. Для подвески АН202 был разработан новый балочный держатель на основе БД-206. Разработанный новый БД7-95-242 (БД-242) был значительно грузоподъёмнее БД-206, он имел три бомбардировочных замка Дер5-6 грузоподъёмностью 9 тонн каждый. Три замка создали проблему безопасного сброса бомбы и она была решена — электроавтоматика обеспечила синхронное открытие всех трёх замков.

17 марта 1956 года вышло постановление Совета Министров СССР № 357—228сс, согласно которому ОКБ-156 должно было приступить к переоборудованию Ту-95 в носитель ядерных бомб большой мощности. Эти работы велись в ЛИИ МАП (Жуковский) с мая по сентябрь 1956-го. Затем Ту-95В был принят заказчиком и передан для проведения лётных испытаний, которые велись (включая сброс макета «супербомбы») под руководством полковника С. М. Куликова до 1959 года и прошли без особых замечаний.

Носитель «супербомбы» был создан, но его реальные испытания отложили по политическим соображениям: Хрущёв собирался в США, и в «холодной войне» наступила пауза. Ту-95В перегнали на аэродром в Узин, где он использовался как учебный самолёт и уже не числился как боевая машина. В 1961 г. с принятием решения об испытании, на Ту-95В срочно заменили все разъёмы в системе электроавтоматики сброса и сняли створки бомбоотсека — реальная бомба по массе (26,5 т, в том числе вес парашютной системы — 0,8 т) и габаритам оказалась несколько больше макета (в частности, теперь её вертикальный габарит превышал размеры бомбоотсека в высоту). Самолёт был также покрыт специальной светоотражающей краской белого цвета.

Осенью 1961 года самолёт был доработан для испытаний АН602 на Куйбышевском авиазаводе.

Испытания

Испытания бомбы состоялись 30 октября 1961 года на Государственном испытательном полигоне №6 Министерства обороны СССР, расположенном на Новой Земле.

О предстоящих испытаниях 50-мегатонной бомбы объявил лично Хрущёв в своём докладе 17 октября 1961 года на XXII съезде КПСС[26]. До официального объявления в неформальной беседе он рассказал о бомбе одному из американских политиков, и эту информацию 8 сентября 1961 г. опубликовала «Нью-Йорк Таймс».

30 октября 1961 года Ту-95В № 5800302 с бомбой на борту вылетел с аэродрома Оленья. Экипаж самолёта-носителя составлял 9 человек:

• ведущий летчик испытаний майор Дурновцев Андрей Егорович;
• ведущий штурман испытаний майор Клещ Иван Никифорович;
• второй летчик капитан Кондратенко Михаил Константинович;
• штурман-оператор радиолокатора ст. лейтенант Бобиков Анатолий Сергеевич;
• оператор радиолокатора капитан Прокопенко Александр Филиппович;
• бортинженер капитан т/с Евтушенко Григорий Михайлович;
• ст. стрелок-радист ст. лейтенант Машкин Михаил Петрович;
• КОУ, стрелок-радист капитан Снетков Вячеслав Михайлович;
• стрелок-радист ефрейтор с/с Болотов Василий Яковлевич.

В испытаниях участвовал также самолёт-лаборатория Ту-16А (серийный, оборудованный для наблюдения за испытаниями) бортовой номер № 3709 с экипажем:

• ведущий летчик испытаний подполковник Мартыненко Владимир Фёдорович;
• второй летчик ст. лейтенант Муханов Владимир Иванович;
• ведущий штурман майор Григорюк Семен Артёмьевич;
• штурман-оператор радиолокатора майор Музланов Василий Тимофеевич;
• стрелок-радист ст. сержант с/с Шумилов Михаил Емельянович.

В 2 часа 3 минуты после взлёта на высоте 11,5 км над уровнем цели бомба была сброшена с самолёта-носителя, после чего она опускалась на основном парашюте площадью 1600 м², общая масса парашютной системы, включавшей ещё пять вытяжных парашютов, срабатывавших тремя «каскадами», составляла 800 кг.

Подрыв бомбы был осуществлён барометрическим взрывателем через 189 секунд после сброса в 11 часов 33 минуты МСК (08:33 UTC) на высоте 4200 м над уровнем моря (4000 м над целью).

В других источниках указаны разные высоты взрыва, от 3700 м над целью (3900 м над уровнем моря) до 4500 м[28].

Самолёт-носитель к моменту взрыва оказался на расстоянии около 39 км, а самолёт-лаборатория — 53,5 км. Ударная волна догнала самолёт-носитель на удалении 115 км, действие ударной волны от взрыва ощущалось в виде вибрации и не повлияло на режим полёта самолёта. После посадки на фюзеляже были замечены несколько пятен от воздействия вспышки взрыва.

Самолёт-лаборатория к моменту прихода ударной волны был на расстоянии 205 км от места взрыва. Измеренная мощность взрыва (58,6 мегатонны) заметно превысила проектную (51,5 мегатонны). Есть сведения, что по первоначальным данным мощность взрыва АН602 была существенно завышена и оценивалась величинами до 75 мегатонн.

Результаты испытания

Взрыв АН602 по классификации ядерных взрывов был низким воздушным ядерным взрывом сверхбольшой мощности. Результаты его впечатляли:

• вспышка была видна на расстоянии более 1000 км, её наблюдали в Норвегии, Гренландии и на Аляске;
• ядерный гриб взрыва поднялся на высоту 67 километров, форма «шляпки» двухъярусная, диаметр верхнего яруса оценен в 95 километров, нижнего — 70, облако наблюдали за 800 км от места взрыва;
• взрывная волна трижды обогнула земной шар, первый раз за 36 ч. 27 мин.:

• сейсмическая волна в земной коре, порождённая ударной волной взрыва, три раза обогнула земной шар;
• волна атмосферного давления, возникшая в результате взрыва, трижды была зафиксирована в Новой Зеландии: станция в г. Веллингтон (Новая Зеландия) зарегистрировала увеличение давления в 21:57 30 октября (приход волны с северо-запада), в 07:17 31 октября (с юго-востока) и в 9:16 1 ноября (с северо-запада; время по GMT) с амплитудой 0,6, 0,4 и 0,2 миллибар соответственно; средняя скорость движения волны оценена в 303 м/с, или 9,9 градуса дуги большого круга в час;

• в 780 км от взрыва в посёлке на о. Диксон выбило в окнах стекла;
• звуковая волна, порождённая взрывом, докатилась до острова Диксон на расстоянии около 800 километров, однако нет сообщений о разрушениях или повреждениях сооружений даже в расположенных гораздо ближе (280 км) к полигону посёлке городского типа Амдерма;
• ионизация атмосферы стала причиной помех радиосвязи даже в сотнях километров от полигона в течение около 40 минут;
• радиоактивное загрязнение опытного поля радиусом 2—3 км в районе эпицентра составило не более 1 миллирентген/час, испытатели появились на месте взрыва через 2 часа, радиоактивное загрязнение практически не представляло опасности для участников испытания.

Последствия испытания

Создание и испытание сверхбомбы имели большое политическое значение: Советский Союз продемонстрировал свой потенциал в создании ядерного арсенала неограниченной мощности (на то время наиболее мощный испытанный США термоядерный заряд был 15 Мт). Любопытно, что США не увеличивали мощность термоядерных испытаний после испытания Советским Союзом АН602, а в 1963 г. в Москве был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой.

Научным результатом испытания стала экспериментальная проверка принципов расчёта и конструирования термоядерных зарядов многоступенчатого типа. Было экспериментально доказано, что нет принципиального ограничения на увеличение мощности термоядерного заряда (однако ещё 30 октября 1949 года, за три года до испытания «Майк», в Дополнении к официальному отчету Общего совещательного комитета Комиссии по атомной энергии США физики-ядерщики Энрико Ферми и Исидор Раби отметили, что термоядерное оружие имеет «неограниченность разрушительной силы» и что стоимость увеличения мощности боеприпаса в ценах 1950 финансового года составляла 60 центов за одну килотонну тротилового эквивалента). В испытанном экземпляре бомбы для поднятия мощности взрыва ещё на 50 мегатонн достаточно было заменить свинцовую оболочку на уран-238, как и предполагалось штатно. Замена материала оболочки и понижение мощности взрыва были обусловлены желанием сократить до приемлемого уровня количество радиоактивных осадков, а не стремлением уменьшить вес бомбы, как иногда полагают (вес АН602 от этого действительно уменьшился, но незначительно — урановая оболочка должна была весить примерно 2800 кг, свинцовая же оболочка того же объёма — исходя из меньшей плотности свинца — около 1700 кг. Достигнутое при этом облегчение чуть более одной тонны слабо заметно при общей массе АН602 не менее 24 тонн (даже если брать самую скромную оценку) и не влияло на положение дел с её транспортировкой.

Взрыв стал одним из самых чистых в истории атмосферных ядерных испытаний в пересчёте на единицу мощности. Первой ступенью бомбы был урановый заряд мощностью в 1,5 мегатонны, что само по себе обеспечило большое количество радиоактивных осадков, тем не менее, можно считать, что АН602 действительно была относительно чистой — более 97 % мощности взрыва давала практически не создающая радиоактивного загрязнения реакция термоядерного синтеза.

Отдалённым последствием стала повышенная радиоактивность, аккумулированная в ледниках Новой Земли. По данным экспедиции 2015 г., из-за ядерных испытаний ледники Новой Земли в 65-130 раз более радиоактивны, чем фон в соседних районах, в том числе из-за испытаний «Кузькиной матери».

Перспективы практического использования

АН602 никогда не являлась оружием, это было единичное изделие, конструкция которого позволяла достигнуть мощности в 100 Мт ТЭ, испытание 50-мегатонной бомбы было в том числе испытанием работоспособности конструкции изделия на 100 мегатонн. Эта бомба предназначалась исключительно для психологического давления на американцев.

Специалисты начинали разработку боевых ракет для БЧ большой мощности (150 Мт и более), которые были переориентированы на вывод космических аппаратов: УР-500 (масса головной части 40 тонн, практически реализована как ракета-носитель «Протон», индекс ГРАУ — 8К82), Н-1 (масса головной части — 75-95 тонн, разработка была переориентирована в носитель для лунной программы, проект доведен до стадии летно-конструкторских испытаний и закрыт в 1976 г., индекс ГРАУ — 11А52), Р-56 (индекс ГРАУ — 8К67).

Слухи и мистификации, связанные с АН602

Результаты испытаний АН602 стали предметом для слухов и мистификаций.

В некоторых публикациях утверждалось, что мощность взрыва бомбы достигла 120 мегатонн. Вероятно, это было связано с «наложением» информации о превышении реальной мощности взрыва над расчётной примерно на 20 % (на самом деле — на 14-17 %) на первоначальную проектную мощность бомбы (100 мегатонн, точнее — 101,5 мегатонны). Масла в огонь подобных слухов подлила и газета «Правда», на страницах которой было официально заявлено про АН602, что «она — вчерашний день атомного оружия. Сейчас созданы ещё более мощные заряды». На самом деле конструкторы рассматривали возможность создания более мощных термоядерных боеприпасов (например, боевая часть ракеты УР-500 мощностью 150 мегатонн), но дальше эскизных проектов не разрабатывались.

В разное время ходили слухи о том, что мощность бомбы была уменьшена в 2 раза по сравнению с планируемой, так как учёные опасались возникновения самоподдерживающейся термоядерной реакции с вовлечением в реакцию водорода атмосферы и океана и последующим выгоранием кислорода.
(Перед испытанием в США первой атомной бомбы высказывались похожие опасения о возникновении в атмосфере неконтролируемой ядерной реакции, несмотря на противоречие такой возможности всем известным сведениям о ядерных реакциях. Непосредственно перед тем взрывом разнервничавшегося из-за таких опасений молодого ученого удалили с места испытания по совету врачей). В действительности детонация ни атмосферы, ни океана невозможна ни при какой мощности термоядерного взрыва.

Распространён слух о чрезвычайно быстрой разработке «Царь-бомбы», якобы она была полностью сконструирована за 112 дней после поручения Хрущева на совещании 10 июля 1961 года. В действительности начало разработки — 1956 год.

Эта бомба никогда не была каким-то трудовым подарком разработчиков ядерного оружия к открытию очередного партийного съезда, как писали некоторые авторы. В частности, бывший начальником полигона в то время генерал Кудрявцев Г. Г. в своих воспоминаниях утверждал что испытания приурочены к съезду.