Операция Crossroads

Взрыв «Бэйкер», Операция Crossroads

Операция Crossroads^[1] — эксперимент, проведённый США на атолле Бикини летом 1946 года. Эксперимент состоял из двух тестовых взрывов атомных бомб. По итогам эксперимента, в результате взрывов затоплено 15 кораблей, в том числе IJN Nagato (рус. линкор «Нагато»), несколько американских авианосцев, подводные лодки и прочие корабли.

Общие сведения

Схема атолла Бикини и расположение кораблей-мишеней

В настоящее время атолл Бикини является необитаемым. Это один из 29 атоллов и пяти островов, из которых состоят Маршалловы острова. Атолл Бикини расположен в Тихом океане, на расстоянии 850 км к северо-западу от столицы республики Маджуро. Ближайший к атоллу материк — Австралия, расположен на расстоянии 3400 км. Атолл состоит из цепочки рифов, между которыми образовались проливы, названные Энирик, Энью и Рукоджи с юга. Двадцать три острова занимают площадь 6,0122 км². Координаты атолла Бикини: (11.616667° с. ш. 165.4° в. д.)

Острова атолла расположены полукругом вокруг лагуны площадью около 594,1422 км². Острова состоят из коралловых известняковых отложений на подводных вулканах и имеют высоту 2 - 24 метра над уровнем моря. Сухопутная часть Бикини имеет площадь 6,01 км². На острове преобладает тропическая растительность, типичная для атоллов.

Целью эксперимента было определить влияние ядерного взрыва на корабли разных классов и на разном расстоянии от эпицентра взрыва. Эксперимент состоял из двух взрывов мощностью по 23 килотонны. Первый взрыв «Эйбл»^[2] был взорван на высоте 158 метров 1 июля 1946 года. Второй взрыв «Бэйкер» был произведён под водой на глубине 27 метров, 25 июля 1946 года. Планировалось произвести третий взрыв на бо́льшей глубине, но от продолжения эксперимента отказались в связи с невозможностью провести дезактивацию заражённых после второго взрыва кораблей. Во время каждого испытания, для изучения поражающих факторов ядерного взрыва, на кораблях находились различные животные.

Ядерные взрывы операции «Crossroads» были четвёртым и пятым атомными взрывами произведёнными США, включая бомбардировку Хиросимы и Нагасаки. На испытаниях присутствовала пресса и телевидение, а также приглашённые представители других стран. В том числе от СССР присутствовали сотрудник Академии Наук М. Г. Мещеряков, эксперт в Комиссии ООН по контролю над атомной энергией С. П. Александров и начальник отдела проектирования ЦНИИ^[3] кораблестроения капитан 2-го ранга А. М. Хохлов (числился корреспондентом газеты «Красная звезда»).

Предшествующие события

Будущие корабли-мишени и вспомогательные суда для операции «Перекрёстки» в Пёрл-Харборе 27 февраля 1946 года.

Испытать воздействие ядерного взрыва на корабли первым предложил будущий председатель Комиссии по атомной энергии Льюис Страусс (англ. Lewis Strauss) 16 августа 1945 года. Он считал, что демонстрация влияния ядерного взрыва на корабли покажет возможность флота противостоять атомному оружию и сохранит финансирование ВМС США в полном объёме. Количество бомб было ограничено, поэтому Страусс предложил использовать множество кораблей-мишеней. Этот эксперимент должен был продемонстрировать живучесть кораблей, но в итоге те корабли, которые не затонули, были непригодны для использования из-за высокого радиационного фона, то есть фактически выведены из строя.

Первое публичное предложение провести такие испытания сделал сенатор Брайен Макмэйхон (англ. Brien McMahon) 25 августа 1945 года. Он предлагал провести эти испытания для демонстрации уязвимости кораблей при ядерном взрыве. Он хотел, чтобы бомба была сброшена на захваченные японские корабли. В сентябре командующий ВВС США обратился с просьбой к командующему флотом, чтобы сохранить десять из тридцати восьми захваченных японских кораблей для участия в испытаниях.

Адмирал Эрнест Кинг на пресс-конференции 27 октября 1945 года обнародовал собственный план флота. Для испытаний предлагалось использовать от 80 до 100 кораблей-мишеней, большинство из которых были избыточными кораблями США. За право руководить испытаниями боролись флот и армия. В результате флот победил и в итоге руководить экспериментом доверили его представителям. Для проведения операции «Crossroads» из подразделений армии и флота было создано Объединённое оперативное соединение JTF-1. Главой соединения 11 января 1946 года был назначен адмирал Уильям Блэнди (англ. William H. P. Blandy).

Армейское руководство испытаниями настаивало на полной загрузке кораблей маслом, топливом и боеприпасами, однако адмирал Блэнди отказал, аргументируя тем, что корабли могут затонуть от внутренних взрывов, не дав возможности изучить повреждения от ядерного взрыва. Флотское руководство испытаниями предложило комиссию, состоящую только из представителей флота, однако по настоянию президента США Гарри Трумэна, в состав комиссии были включены гражданские наблюдатели, чтобы общественность не сомневалась в её объективности.

Учёные, работавшие над разработкой ядерного оружия, возражали против этих испытаний, предупреждая о сильном радиационном заражении, которое опасно для окружающей среды. Политическая обстановка, по мнению некоторых членов Конгресса США, также не благоприятствовала испытаниям. Другие сенаторы наоборот считали, что публичная демонстрация силы сделает противников США более управляемыми. Начало испытаний было запланировано на 15 мая 1946 года, но было перенесено на 1 июля по настоянию госсекретаря Джеймса Френсиса Бирнса. Для общественности это объяснили тем, что летом у бо́льшего числа конгрессменов будет возможность присутствовать на испытаниях.

Были попытки убрать из испытаний линкоры USS New York и USS Pennsylvania и оставить их в качестве мемориалов в одноимённых штатах. На эти запросы флот ответил отказом.

Подготовка

Самолёты-беспилотники для использования в испытаниях

Макет бомбы Толстяк

Местом для испытаний, 24 января 1946 года, была выбрана лагуна атолла Бикини. Одним из вариантов местоположения будущих испытаний были Галапагосские острова. Выбор Бикини был сделан из-за благоприятных погодных условий, удалённого расположения от густонаселённых районов, большой защищённой гавани, отсутствия сильных течений и малочисленного населения, которое легко можно было эвакуировать. Третье испытание «Чарли» (англ. Charlie), планировалось провести весной 1947 года западнее Бикини. В феврале 1946 года начались подготовительные работы к испытаниям, специальным судном были пробиты каналы в лагуну, для прохода тяжёлых кораблей.

11 февраля 1946 года десантным кораблём были эвакуированы 167 жителей острова Бикини. Их перевезли на 128 миль восточнее на атолл Ронгерик. В 1974 году несколько человек попытались вернуться на атолл, но в 1978 году их повторно эвакуировали, так как их организмы накапливали радиацию из-за заражённой местности и пищи.

На входе в лагуну Бикини с помощью 100 тонн динамита были уничтожены коралловые рифы, мешавшие проходу кораблей-мишеней. Всего в лагуне было собрано 95 кораблей-мишеней, в предполагаемом центре взрыва располагались 20 кораблей, в среднем 7,7 кораблей на км². Такое плотное размещение противоречило всем морским уставам и правилам. Целью такого расположения было определить повреждения от взрыва, в зависимости от расстояния.

Кораблями-мишенями были четыре американских линкора, два авианосца, два крейсера, одиннадцать эсминцев, восемь подводных лодок, множество вспомогательных и десантных кораблей, а также три трофейных корабля. захваченных у Японии и Германии. На корабли было загружено обычное количество топлива и боеприпасов, размещалась контрольно-измерительная аппаратура. На нескольких кораблях находились живые животные: 200 свиней, 60 морских свинок, 204 козы, 5 тыс. крыс, 200 мышей. Эти животные, а также насекомые были доставлены для изучения влияния на генетику.

Для обслуживания эксперимента использовался вспомогательный флот из 150 кораблей. На них располагались пункты наблюдения, лаборатории и жильё для бо́льшей части 42 тыс. наблюдателей, организаторов и обслуги эксперимента. Дополнительный персонал находился на ближайших атоллах Эниветок и Кваджалейн. Приборы для наблюдения размещались также и на островах атолла Бикини.

Для взятия воздушных проб из эпицентра взрыва, радиоуправлением было оборудовано восемь бомбардировщиков B-17. Пилоты управляли ими с самолётов управления, находясь на безопасном расстоянии. На некоторых островах атолла были установлены высокие башни с фотоаппаратами с удалённым управлением. Во время эксперимента было получено около 50 тыс. фотографий и 457 км киноплёнки. Высокоскоростные фотокамеры вели съёмку со скоростью 1 тыс. кадров в секунду.

Перед началом испытаний персонал был эвакуирован и с флота-мишени и с атолла Бикини. На кораблях они отошли на расстояние 18,5 км от предполагаемого места взрыва. Наблюдателям раздали тёмные очки для защиты глаз, но незадолго до начала испытаний появилось предположение, что они не обеспечивают полную защиту. Для защиты глаз предписывалось закрыть их и отвернуться от взрыва, дополнительно закрыв их перекрещенными руками. Некоторые наблюдатели не воспользовались этим советом и наблюдали взрыв в очках, не отворачиваясь.

Обе бомбы были копиями плутониевого «Толстяка», сброшенного на Нагасаки. Бомбу «Эйбл» назвали «Джильда» и украсили изображением Риты Хейворт, исполнительницей главной роли в фильме «Джильда». Бомба «Бэйкер» получила название «Хелен из Бикини». Плутониевый заряд «Джильды» раньше называли «Демоническим ядром» после двух происшествий во время экспериментов, во время которых погибли двое учёных.

Ход эксперимента

Взрыв «Эйбл»

USS Nevada перед первым ядерным взрывом

Схема расположения кораблей во время взрыва Эйбл

1 июля в 09:00 с бомбардировщика Boeing B-29 была сброшена бомба «Эйбл», которая взорвалась в 158 метрах над поверхностью моря. Мощность взрыва составила 23 килотонны, при взрыве затонуло пять кораблей, причём два десантных корабля затонули сразу же, два эсминца - через час и один японский крейсер - на следующий день. Бомба не произвела на присутствующих наблюдателей ожидаемого эффекта. Министр военно-морского флота - Джеймс Форрестол опубликовал объяснение в New York Times, что бронированные корабли тяжело потопить, если у них нет повреждений ниже ватерлинии.

На самом деле основной причиной меньших повреждений было неточное попадание бомбы. Она упала в 650 метрах от заданной точки. Расследование показало, что причиной промаха стал стабилизатор бомбы, и обвинения с экипажа были сняты. В качестве цели над которой должна была взорваться бомба был линкор USS Nevada, он был выкрашен в красный цвет с белыми стволами пушек и релингом. Линкор находился внутри своеобразного круга из кораблей, восемь из которых располагались на расстоянии 366 метров от него. В случае взрыва бомбы в расчётной точке, все девять кораблей должны были затонуть. На самом же деле взрыв произошёл в месте, где плотность кораблей была наименьшей.

От ударной волны также пострадали ещё четырнадцать кораблей, получившие тяжёлые повреждения. Большинство из них находилось в радиусе 914 метров от центра взрыва. Внутри этого радиуса характер повреждений зависел от положения корпуса корабля относительно точки взрыва. Например эсминец USS Lamson находился дальше кораблей, оставшихся на плаву, но располагался боком к взрыву и ударная волна пришлась ему на левый борт. Корабли находившиеся ближе к взрыву стояли кормой, поэтому получили меньшие повреждения.

Одним из этих кораблей внутри 914-метрового радиуса^[4] был линкор IJN Nagato, корабль №7. Он располагался кормой к взрыву, что защитило его, и его повреждения оценили как средние. Линкор располагался близко к целевой точке для гарантированного затопления, однако из-за неточного сброса бомбы, его затопление перенеслось на три недели позже. Серьёзные повреждения получил, загоревшийся после взрыва бомбы, авианосец USS Saratoga, находившийся на расстоянии 1,6 км от эпицентра. Пожар был потушен и USS Saratoga использовался в дальнейшем в испытании «Бэйкер».

Результаты взрыва «Эйбл»

Взрыв Эйбл

Затонувшие корабли
#	Название	Тип	Расстояние от эпицентра, м
5	USS Gilliam	Транспорт	46
9	IJN Sakawa	Японский крейсер	384
4	USS Carlisle	Транспорт	393
1	USS Anderson	Эсминец	549
6	USS Lamson	Эсминец	695

Тяжелые повреждения
#	Название	Тип	Расстояние от эпицентра, м
40	USS Skate	Подводная лодка	366
12	YO-160	Заправщик	475
28	USS Independence	Авианосец	512
22	USS Crittenden	Транспорт	544
32	USS Nevada	Линкор	562
3	USS Arkansas	Линкор	567
35	USS Pensacola	Крейсер	649
11	ARDC-13	Сухой док	755
23	USS Dawson	Транспорт	782
38	USS Salt Lake City	Крейсер	818
27	USS Hughes	Эсминец	841
37	USS Rhind	Эсминец	925
49	LST-52	Большой десантный корабль	1400
10	USS Saratoga	Авианосец	2070

Взрыв «Эйбл» произошёл достаточно высоко в воздухе, поэтому огненного шара не было. Радиоактивные продукты распада переместились в стратосферу, поэтому местного заражения практически не было. Взрывы в воздухе называются атмосферными и признаны самоочищающимися. Однако, один из поражающих факторов ядерного оружия - проникающая радиация, возникла на несколько секунд после взрыва. Многие корабли получили дозы нейтронного и гамма-излучения, гибельного для всего живого, но сами корабли не стали радиоактивными. Нейтронная активация материалов кораблей, произошедшая в результате взрыва, в то время считалась второстепенной проблемой.

Из размещённых на кораблях животных, 10% - были уничтожены взрывом, 15% - от вспышки излучения, 10% - погибли впоследствии. На линкоре USS Nevada коза находившаяся внутри орудийной башни, несмотря на защищённость бронёй, получила такой уровень облучения при взрыве, что прожила всего лишь на четыре дня дольше козы, находившейся на открытой палубе. Если бы корабли были укомплектованы экипажем, большинство людей погибло бы от лучевой болезни в течении нескольких дней после взрыва.

В течении дня на уцелевших кораблях отремонтировали обшивку, на кораблях восстановили приборы наблюдения, сами корабли переставлены согласно схеме для испытания «Бэйкер».

Взрыв «Бэйкер»

Первая фаза взрыва Бэйкер

Для испытания «Бэйкер» бомба была подвешена к днищу десантного корабля USS LSM-60, который был поставлен на якорь в середине флота-мишени. Бомба взорвалась на глубине 27 метров под водой, общая глубина в точке взрыва составляла 54 метра. Взрыв произвели в 8:35. В результате взрыва USS LSM-60 был полностью уничтожен ударной волной и потоками воды, его части разлетелись, а поднявшийся после взрыва ил засыпал дно лагуны на площади 2,5 км² слоем до 3 метров. Взрыв «Бэйкер» был первым в истории подводным ядерным взрывом. Взрывом было уничтожено 10 кораблей, в том числе немецкий тяжёлый крейсер Prinz Eugen, который затонул в декабре, из-за невозможности ремонта корпуса. Ремонту препятствовал высокий уровень радиационного заражения корабля.

Фотографии взрыва «Бэйкер» существенно отличаются от фотографий других ядерных взрывов. В случае с подводным взрывом ослепительную вспышку, которая засвечивает место взрыва, скрывает вода, поэтому в этот раз центр взрыва было чётко видно. По фотографиям можно легко ощутить масштаб события, сопоставив размеры взрыва с видимыми силуэтами кораблей. Фотографии взрыва «Бэйкер» легко узнаваемы по большому облаку Вильсона ^[5] и вертикальному столбу воды. На одной из фотографий зафиксировано место гибели линкора USS Arkansas.

В момент взрыва подводный огненный шар преобразовался в быстро увеличивающийся газовый пузырь, который с огромной скоростью «выстрелил» из-под воды, создав сверхзвуковую гидравлическую ударную волну, разрушившую корпуса ближайших кораблей. Затем она замедлилась до скорости звука в воде^[6]. На поверхности воды ударная волна была похожа на нефтяную, быстро расширяющуюся плёнку. За краем плёнки следовало менее разрушительное, но более заметное побеление воды на небольшой глубине.

Через четыре миллисекунды после взрыва на поверхности начал образовываться водяной купол, возникший из-за ударной волны. Ещё через несколько долей секунды диаметр пузыря достиг величины в 54 метра, то есть сравнялся с глубиной в месте взрыва. На дне этот пузырь создал кратер глубиной 9 метров и диаметром 610 метров. Над поверхностью воды он создал купол из воды, взлетевший из воды, как гейзер.

В течении первой секунды всё, что находилось в радиусе 152 метров - песок и вода массой 2 млн. тонн было поднято в воздух со скоростью 762 м/с. Получившаяся колонна достигла высоты 1,8 км, диаметром 610 метров, с толщиной стенок около 90 метров.

После достижения поверхности воды пузырь породил сверхзвуковую воздушную волну, значительно менее разрушительную чем подводная. Визуально её было заметно по расширяющемуся вспениванию поверхности воды. Сразу за ударной волной образовалась область низкого давления, что способствовало моментальному возникновению тумана. Этот туман называется «облаком Вильсона». Облако приняло форму полусферы, затем диска, который поднимался вместе со столбом воды, затем облако приняло форму пончика и исчезло. К этому моменту вода из колонны стала опадать обратно в лагуну. Ядерный гриб не возник во время подводного взрыва - в стратосферу ничего не поднималось.

В освободившееся пространство начала возвращаться вода, это привело к образованию волны цунами. На одиннадцатой секунде волна прошла отметку 305 метров от центра взрыва и имела высоту 28,7 метров. Дойдя до берега атолла, через 6 км от эпицентра взрыва, волна имела высоту 5 метров в высоту. Она выбросила десантные корабли на берег и засыпала их песком.

На двенадцатой секунде после взрыва падающая вода с колонны образовала волну 274-метровой высоты. Волна была похожа на туман, она перехлестнула корабли сверху. В результате влияния этой волны, большинство кораблей было заражено радиацией, от которой они не могли очиститься.

Результаты взрыва «Бэйкер»

Схема расположения кораблей во время взрыва Бэйкер

Затонувшие корабли
#	Название	Тип	Радиус от эпицентра, м
50	LSM-60	Десантный корабль	0
3	USS Arkansas	Линкор	155,5
8	USS Pilotfish	Подводная лодка	332
10	USS Saratoga	Авианосец	411,5
12	YO-160	Заправщик	475,5
7	IJN Nagato	Линкор	704
41	USS Skipjack	Подводная лодка	731,5
2	USS Apogon	Подводная лодка	777
11	ARDC-13	Сухой док	1051,5
36	Prinz Eugen^[7]	Крейсер	1646

По результатам взрыва «Бэйкер», через два месяца, была собрана конференция для стандартизации номенклатуры и определения новых терминов, для описания исследований.

Все корабли находившиеся в радиусе одного километра от эпицентра взрыва, либо затонули, либо были серьёзно повреждены. Повреждения возникали из-за давления воды, а не от воздушной волны, но основным различием между двумя испытаниями, стало радиоактивное заражение всех кораблей-мишеней. Только девять кораблей-мишеней получилось полностью деактивировать и сдать на слом. Остальные корабли были затоплены в океане, после неудачных попыток обеззараживания.

На одной из фотографий взрыва чётко видно тёмное вытянутое пятно в правой части основания водяного столба. Есть версия что этот линкор USS Arkansas взрывом подняло в воздух. Из всех кораблей в ближнем радиусе взрыва линкор пострадал больше всех - с него снесло все орудия и надстройку и оторвало семиметровую часть кормы.

Тяжёлый крейсер Prinz Eugen не удалось затопить во время обоих испытаний, но уровень радиации был настолько высоким, что корабль не ремонтировался. В сентябре 1946 года его отбуксировали к атоллу Кваджелейн, где он и опрокинулся на мелководье через пять месяцев после окончания испытаний.

Единственным поднятым из затонувших кораблей стала подводная лодка USS Skipjack. Её отбуксировали в Калифорнию и затопили через два года снова в качестве корабля-мишени.

Два корабля: десантный корабль USS Fallon и эсминец USS Hughes в аварийном, тонущем состоянии были отбуксированы к острову и выброшены на берег. Подводная лодка USS Dentuda, находилась во время взрыва в подводном положении, за пределами 900-метрового радиуса, поэтому её заражение радиацией было минимальным. Подводную лодку деактивировали, отремонтировали и ненадолго вернули к службе.

Самоочищения, в отличие от атмосферного взрыва не произошло, поэтому окружающая среда была загрязнена радиацией. Экология лагуны была сильно нарушена, намного больше, чем ожидалось. При взрыве образовалось около 1,5 килограмм продуктов распада,^[8] большая часть которых осталась в лагуне и осела на дно.

Итоги и последствия

Взрывы проведённые в рамках операции Crossroads, стали для США четвёртым и пятым атомными взрывами, причём взрыв «Бэйкер» стал первым в мире подводным взрывом. Эти взрывы были первыми объявленными публично и первыми взрывами на Маршалловых островах. Эти взрывы также послужили демонстрацией мощи вооружений США, для этого были приглашены международные наблюдатели, в том числе и из СССР.

В результате взрыва «Бэйкер» радиоактивному заражению подверглись все корабли-мишени, а также местность в районе атолла Бикини. Председатель Комиссии по атомной энергии назвал второй взрыв первой в мире ядерной катастрофой. Перед операцией жители атолла были эвакуированы и переселены на другие острова. Позже, в результате серии термоядерных испытаний, атолл стал непригоден для жизни и оставался необитаемым до 2010 года. В настоящее время острова атолла пригодны для жизни, однако в кокосовом молоке обнаружен высокий уровень цезия-127. На данный момент атолл является популярным местом для туристического дайвинга. Останки кораблей недавно были исследованы специальным судном Octopus с помощью высокотехнологичного оборудования и специалистами был сделан вывод, что кладбище кораблей за 60 лет практически полностью очистилось от радиации.

Интересные факты

Всемирно известная форма купальников «бикини», названа как раз в честь этих ядерных испытаний. Название купальнику дал парижский инженер и модельер одежды Луи Реард.

Примечания

↑ Crossroads — рус. перекрёсток
↑ англ. Able — «Эйбл» и «Бэйкер» — первые две буквы фонетического алфавита, который применялся в армии и флоте США с 1941 по 1956 годы. «Альфа» и «Браво» стали их преемниками в фонетическом алфавите НАТО
↑ Центральный Научно-Исследовательский Институт
↑ 1000 ярдов
↑ Кольцо облака вокруг «шляпки» ядерного гриба. Оно возникает, когда отрицательная фаза действия ударной взрывной волны (сразу после волны сжатых газов) создает низкую область давления. Это приводит к понижению температуры, что в сочетании с низким давлением и формирует это временное облако, называемое «облаком Вильсона». Оно было названо в честь шотландского физика Чарльза Вильсона, который изобрел камеру, с помощью которой можно было исследовать радиацию.
↑ Скорость звука в воде составляет 1,85 км/с, в пять раз быстрее скорости звука в воздухе
↑ Prinz Eugen после взрыва отбуксирован на мелководье у атолла Кваджелейн, где и затонул через полгода в связи с невозможностью ремонта.
↑ Соотношение массы продуктов распада к энергии взрыва составляет 453 грамма продуктов распада на восемь килотонн энергии. Поэтому 23-килотонный взрыв Бэйкер привёл к выбросу только 1,5 кг продуктов распада плутония-239. Продуктом распада плутония-239 является уран-235