Под землей, в небесах и на море. Полигон для «Царь-бомбы»

Проведение полигонных испытаний – один из главных этапов, связанных с созданием и совершенствованием ядерного оружия. В СССР ядерные испытания начались в 1949 году на Семипалатинском полигоне. Но полигон в казахских степях в силу своего расположения обладал ограниченными возможностями для проведения испытаний мощных термоядерных зарядов. А отсутствие морских условий делало невозможным проведение подводных и надводных ядерных взрывов, в то время как главные соперники Советского Союза в ядерном противостоянии такими условиями располагали и активно ими пользовались. Ядерные взрывы в морских условиях по совокупности своих параметров и поражающих факторов существенно отличаются от надземных, поэтому проведение подобных испытаний было необходимо, тем более что в 1954 году в конструкторском бюро Николая Духова были завершены работы по созданию торпеды Т-5 с ядерным зарядом.

31 июля 1954 года были подписаны два правительственных постановления, касающиеся ядерного оружия: об организации НИИ-1011 (сегодня – Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики) и формированию нового полигона для проведения испытаний.

При выборе места для полигона рекогносцировочная комиссия Военно-морского флота и комиссия, состоящая из специалистов Министерства обороны, Академии наук СССР и Министерства среднего машиностроения, принимали во внимание такие факторы, как расположение испытательных площадок на максимальном удалении (300-500 км) от населенных пунктов и трасс Северного морского пути, возможность проведения испытаний в различных средах, возможность исследования воздействия подводного ядерного взрыва на корабли, подводные лодки, объекты ВМФ в реальных условиях, возможность регистрации физических процессов и параметров термоядерного взрыва, возможность оборудования аэродрома для базирования транспортной авиации. В итоге для дислокации полигона был выбран архипелаг Новая Земля, его центром стал поселок Белушья Губа, а аэродром был размещен в поселке Рогачево.

На краю света

Географическое положение Новой Земли благоприятствовало успешной реализации ядерной программы. Архипелаг расположен в Северном Ледовитом океане между теплым Баренцевым и холодным Карским морем. Два его крупнейших острова – Северный и Южный – разделены проливом Маточкин Шар (поморское название архипелага – Матка, «шар» на поморском диалекте означает пролив). Около половины северного острова занимают ледники, южный относится к зоне арктической тундры. Климат на островах морской арктический. Зима холодная, с ветрами до 50 метров в секунду. Горные гряды Новой Земли служат климаторазделом, изолирующим Карское море от влияния более теплых арктических вод.

Архипелаг представляет собой симметрическое поднятие земной коры. Одним из крупных поперечных разломов является структурный шов, по которому проходит пролив Маточкин Шар. На южном берегу этого пролива, в горах Моисеева и Лазарева, были пройдены горные выработки, в которых и провели основное количество ядерных подземных испытаний. Геологические особенности Новой Земли, в том числе слабая сейсмическая активность, отсутствие грунтовых вод создают условия для полной локализации продуктов ядерных взрывов под землей.

Первый подводный

Районом проведения первого подводного ядерного испытания была выбрана губа Черная. Она располагается на острове Южный и имеет очень ограниченный водообмен с Баренцевым морем.

– В 1955 году министру обороны, маршалу Советского Союза Георгию Константиновичу Жукову была представлена на утверждение докладная записка на проведение на Новой Земле первого подводного испытания, – рассказывает Игорь Костюкович, ведущий научный сотрудник научно-испытательного центра Центрального полигона РФ, ветеран подразделений особого риска, участник 21 ядерного испытания. – Документ был исполнен в единственном экземпляре, содержал согласующую подпись председателя Совета министров СССР Николая Александровича Булганина, подписи шестнадцати военачальников в звании генерал-полковника. Жуков – единственный, кто так и не поставил свою подпись на этом документе. Мое личное мнение – это связано с его взаимоотношениями с главкомом ВМФ Николаем Герасимовичем Кузнецовым. Докладная записка содержала перечень участвующих в испытаниях войсковых частей, организаций, обоснование мероприятий по проведению испытания и схему расположения боевых кораблей. Мне посчастливилось держать в руках этот святой документ. Я, конечно, испытал волнение, потому что это был момент настоящего соприкосновения с историей.

При первом испытании 21 октября 1955 года ядерный заряд мощностью 3,5 килотонны был подвешен к тральщику, который после взрыва распался на фрагменты. При последующих испытаниях в губе Черная (в 1957 и 1961 годах) заряды малой мощности устанавливались на торпедах, которые выпускались с подводных лодок. В результате был получен большой объем экспериментальных данных о параметрах и поражающих факторах ядерных взрывов в различных условиях, о стойкости вооружения и военной техники ВМФ при их воздействии. В качестве мишени использовались эсминцы типа «Новик», построенные до 1917 года, советские боевые корабли, в том числе ходивший под гвардейским флагом эсминец «Гремящий», эсминцы «Грозный» и «Валериан Куйбышев», подводная лодка Л-22, награжденная орденом Боевого Красного Знамени. Также мишенями послужили трофейные финские корабли и немецкие подводные лодки. Стоит отметить, что американские минные тральщики, полученные Советским Союзом в ходе Великой Отечественной войны по ленд-лизу, в испытаниях в качестве мишеней не использовались. Так что любые возможные спекуляции здесь исключены.

Первый подводный ядерный взрыв

Воздух!

Воздушные испытания проводились в зоне С, в районе полуострова Сухой Нос. Для этих целей использовались бомбардировщики дальней авиации. Бомбы сбрасывались с самолетов-носителей авиационной группы специального назначения, которая базировалась в Рогачево. Фотосъемка развития ядерного взрыва и отбор радиоактивных проб производились самолетами испытательного авиаполка.

Новоземельский полигон удовлетворял всем требованиям, которые необходимо соблюдать при проведении мощных испытаний термоядерных зарядов в атмосфере. Все испытания проводились при метеорологических условиях, исключающих появление радиоактивных продуктов взрыва над территорией иностранных государств и образования локальных следов загрязнений.

Весной 1961 года началась подготовка к осуществлению испытания термоядерного заряда большой мощности. В Минсредмаше СССР под руководством министра Евгения Славского и в Главном штабе ВМФ состоялись совещания по принятию решения о его проведении.

Для доставки термоядерного заряда использовался самолет Ту-95В. Для защиты от воздействия светового излучения на аэродроме «Оленья» на Кольском полуострове на него было нанесено защитное покрытие белого цвета. Бомба АН602 подвешивалась к фюзеляжу самолета, поскольку размеры баллистического корпуса (длина 8 метров, диаметр 2 метра) превышали габариты бомбового отсека. Масса бомбы вместе с парашютной системой превышала 26 тонн.

Около 50 мегатонн – самый мощный в мире термоядерный взрыв, произведенный в ходе испытаний на Новоземельском полигоне 30 октября 1961 года, «Царь-бомба».

Испытания проводились на полуострове Сухой Нос в 15 км от губы Митюшиха, где было оборудовано опытное поле с комплексом приборных сооружений, в которых размещалась измерительно-регистрирующая аппаратура.

30 октября 1961 года на высоте 4 км было проведено воздушное испытание термоядерного заряда мощностью порядка 50 мегатонн. Как отмечают специалисты полигона, проведение испытания боезаряда столь большой мощности при относительно низком воздействии на окружающую среду следует рассматривать в качестве крупного технологического достижения того времени. Да и не только технологического, стоит признать. Политического тоже – именно это изделие вошло в историю под громкими названиями «Царь-бомба» и «Кузькина мать». Мощнее на Земле больше никто и никогда не взрывал.

Уходим под землю

В 1963 году ведущими ядерными державами был подписан в Москве договор о запрещении ядерных испытаний в трех средах. На Новоземельском полигоне началась подготовка к проведению подземных ядерных испытаний в штольнях – горизонтальных горных выработках. А начиная с 1972 года – и в вертикальных скважинах. В районе губы Башмачная (зона А) было проведено 6 подземных испытаний в скважинах на глубине до 1400 метров. В пяти скважинах взрывали по одному заряду. И только в одной в 1975 году было взорвано два ядерных устройства.

Испытания в скважинах характеризовались поздним выходом радиоактивных продуктов и относительно благоприятной радиационной обстановкой после их проведения. А в 1990 году на Новоземельском полигоне было проведено последнее испытание – так называемая «штольня 13». После этого полигон был переведен в состояние моратория.

Новоземельский полигон обеспечил возможность проведения испытаний в трех средах с максимальным снижением воздействия вредных факторов. Каждый вид испытаний требовал своих методик. Основным научным подразделением полигона была опытно-научная часть, позднее она стала называться научно-испытательной частью. Это изменение не случайно – оно соответствовало тому, что на первый план выходила научная деятельность полигона.

Наука

Во время натурных испытаний специалисты полигона активно взаимодействовали с сотрудниками РФЯЦ-ВНИИТФ.

– Первый подводный взрыв был произведен с помощью заряда ВНИИТФ. Вторым в истории полигона был наземный взрыв заряда ФО-3, который ВНИИТФ провел 7 сентября 1957 года, – рассказывает бывший руководитель департамента разработки и испытаний ядерных боеприпасов Министерства по атомной энергии РФ, помощник директора РФЯЦ-ВНИИТФ Николай Волошин. – Разговор о главных научных результатах технического сотрудничества ядерного центра с Центральным полигоном надо начинать именно с ФО-3. Результаты этого эксперимента использовались в расчетах всех остальных ядерных зарядов. Два эксперимента, проведенные специалистами ВНИИТФ осенью 1964 года, послужили началом отработки технологии подземных испытаний. В целом, доля экспериментов нашего института от общего числа испытаний на Центральном полигоне в атмосфере составила 34%, под землей – 43%.

В середине 1970-х был проведен единственный в истории отечественных испытаний эксперимент с подрывом ядерного заряда, подвергшегося воздействию от предварительно взорванного заряда-облучателя. Опыт подтвердил стойкость испытанного заряда.

В 1983 году был проведен еще один уникальный эксперимент – «скважина в штольне». Цель – сравнить методы физических измерений, применяемых в различных условиях испытаний. Изделие размещалось на перекрестии вертикальной скважины и горизонтальной штольни. Эксперимент подтвердил, что в пределах погрешности измерений штольневые и скважинные методики совпадают.

Поселок Белушья Губа

Были у нас разработаны рекордные, до сих пор никем не превзойденные изделия. Самый малогабаритный ядерный артиллерийский снаряд калибра 152 мм. Самый легкий боевой блок для стратегических ядерных сил. Самое прочное термостойкое ядерное взрывное устройство. Одно из них испытывалось в скважине, выдержало давление 750 атмосфер и температуру 120 градусов. Для боевых изделий не нужны такие параметры, а для промышленных взрывов нужны. Самый ударостойкий ядерный заряд, не боящийся больших перегрузок. Самый экономичный по расходу делящегося материала ядерный заряд. Самое чистое ядерное взрывное устройство для мирных применений – 99,75% вещества вступило в реакцию синтеза. И самый маломощный заряд-облучатель.

Новоземельский полигон играл роль пристрастного, но объективного контролера качества вновь разработанных и модернизированных ядерных и термоядерных зарядов, прошедших натурные испытания с 1958 по 1988 год (заряды ВНИИТФ). Значение таких испытаний, проведенных совместными усилиями специалистов центра и полигона, трудно переоценить. Только благодаря испытаниям была создана существенная часть отечественного ядерного боезапаса.

Стрельбы зенитных ракетных комплексов Тор-М2ДТ на архипелаге Новая Земля

Импульс для приборостроения

Основной задачей ядерных испытаний является получение информации о характеристиках изделий и влиянии поражающих факторов ядерного взрыва на объект. Поэтому физические измерения всегда были важнейшей частью полигонных испытаний.

– Ядерные испытания – это особый, уникальный вид физического эксперимента. И требования к нему предъявляются особые. Первое испытание дало начало развитию нового научно-технического специального направления физических измерений, – отмечает Юрий Наглис, помощник руководителя Всероссийского научно-исследовательского института автоматики. – Требования к аппаратурному обеспечению всегда были обусловлены особенностями и характером испытаний и необходимости соблюдения таких моментов, как безопасность и безусловное получение всей информации, поскольку каждое испытание уникально и повторить его невозможно.

Все испытания можно разделить на две категории: в атмосфере и подземные. В ходе испытаний в атмосфере измерения носили интегральный характер. На этой стадии процессы управления были автоматизированы, этим все и было ограничено. Московский договор 1963 года о запрещении испытаний в трех средах ограничил испытания только подземными условиями, что потребовало радикального подхода к физическим измерениям и решения новых технических проблем. Для этой цели пришлось освоить технологию работ в штольнях и скважинах. Процесс шел от автоматизации отдельных измерений к созданию автоматизированных измерительных систем. В штольнях необходимость создания мощных забивочных комплексов, предотвращения выхода радиоактивных продуктов на поверхность требовала удлинения линий связи, что приводило к искажениям высокочастотных сигналов. С другой стороны, желание разместить детекторы как можно ближе к источнику ограничивалось их радиационной стойкостью. Параметры чувствительности детекторов тоже всегда играли определяющую роль – чем чувствительнее, тем сложнее сделать. В свою очередь, удаление регистрирующей аппаратуры от первичных преобразователей при передаче сигналов по длинным линиям вызвало проблему восстановления информации, которая получалась уже искаженной. Регистрирующая аппаратура на первом этапе размещалась в штольнях. А на следующем этапе – уже в передвижных аппаратурных комплексах.

Серьезной проблемой измерений на Новой Земле были случаи частичной или полной потери информации из-за засвечивания фотопленок вследствие воздействия радиации. Это было преодолено за счет разработки и широкого применения фотоприставок с быстрым, так называемым «сухим», а правильно – диффузионным, проявлением в автоматическом режиме.

При подготовке подземных испытаний пришлось уделить большое внимание борьбе с электромагнитными наводками на измерительную аппаратуру.

С другой стороны, проведение испытаний в штольнях имело и свои плюсы. Фиксированная привязка места, возможность вывода излучения в нужном направлении, высокая степень коллимации – все это привело к развитию методов и аппаратуры измерений.

Аэродром Рогачево

С увеличением объемов информации росла и потребность в автоматизации, в выводе информации в безопасную зону. Последнее было особенно важно, поскольку из-за неблагоприятной обстановки, а это было нередко в условиях Центрального полигона, выход испытателей был невозможен в течение определенного времени – до нескольких суток. Задача была решена, и при проведении подземных испытаний стало возможным обеспечить измерение характеристик образцов ядерного оружия с высокой точностью, с высокой избирательностью по отдельным узлам изделия, что было большим шагом вперед.

В 1950-х – начале 1960-х при проведении испытаний основой была фотографическая регистрация процессов. Со временем эта аппаратура перестала удовлетворять экспериментаторов по своим эксплуатационным параметрам применительно к условиям полигона. Было разработано множество приборов, которые позволили снять проблему аппаратного голода. В том числе первое оборудование, в котором применялись аналого-цифровые технологии и оптические каналы связи.

Первоначально не было возможности полностью автоматизировать процесс. Отдельные операции – включение аппаратуры, тестирование, протяжка, обработка пленки осуществлялись дистанционно. Но съем информации происходил вручную. Обработка тоже проводилась вручную, с вводом информации в ЭВМ. Но к началу 1970-х на основе опыта разработки и применения цифровых приборов и телеметрических систем была сформулирована программа создания единой универсальной системы для передачи всего объема информации. В ходе развития технологии подземных ядерных испытаний на базе средств измерений в начале 1970-х были созданы передвижные мобильные аппаратурные комплексы. Это позволило радикально изменить подход к измерениям.

В целом была успешно реализована задача обеспечения проведения испытаний ядерного оружия и измерения параметров зарядов и боеприпасов с высокой точностью и высокой избирательностью. Для этой цели была создана широкая номенклатура приборов и средств измерений. Начиная с первого испытания в СССР, технологии в ядерно-оружейной отрасли развивались так же, как и методы, средства и системы физических измерений. Это позволило к началу 1990-х, к тому моменту, когда испытания были прекращены, обеспечить проведение большого объема полигонных испытаний – до 20 в год – с получением всей информации в соответствии с программами измерений. Это дало возможность совершенствовать конструкции зарядов и боеприпасов и постоянно поддерживать и укреплять ядерный щит государства.

Территория безмолвия

Новая Земля – суровый и необжитой край. Жить и работать здесь всегда было подвигом. Можно много говорить о влиянии ядерных испытаний на окружающую среду, но отведение архипелага под полигон, как показала жизнь, фактически способствовало установлению здесь режима естественного заповедника. И это навсегда, потому что Новая Земля не просто полигон, а еще и место захоронения радиоактивных отходов. Такова судьба этого далекого архипелага, над которым много лет назад загорелось искусственное солнце, самое яркое из всех, когда-либо созданных человеком. Будем верить, что этот рекорд так никто и не побьет.

Земля неведомая и неизведанная

По неподтвержденным сведениям, открытие русскими поморами архипелага Новая Земля относится к XI веку. Убедительно доказать это никому не удалось, но изначальное название архипелага – Матка – сугубо древнерусского происхождения. Исторические документы XV-XVI веков уже свидетельствуют о том, что поморские промышленники, ведущие зверобойный промысел, эти острова посещали.

Пролив Маточкин Шар

В 1652 году указом царя Алексея Михайловича на архипелаг была отправлена первая экспедиция для поиска серебряных руд.

Первым русским исследователем Новой Земли стал Федор Розмыслов, который в 1768 году провел обследование пролива Маточкин Шар.

В 1870 году для пресечения притязаний иностранных государств на эту территорию была отправлена эскадра под командованием вице-адмирала Посьета в составе двух кораблей – корвета «Варяг» и клипера «Жемчуг».

Первые поселенцы – ненец Фома Вылка вместе с семьей – постоянно проживали на архипелаге с 1869 года. А в 1877 году началось строительство спасательной станции и обустройство нескольких переселенных на Новую Землю ненецких семей в становище Малые Кармакулы.

Суверенитет Советской России над островами был закреплен в 1923 году постановлением Совета труда и обороны об открытии радиостанций в восточной части пролива Маточкин Шар и на мысе Желание вблизи северной оконечности архипелага. А в 1924 году было принято решение о создании островного Совета депутатов, председателем которого, как и промысловой артели, стал Тыко Вылка – сын первого ненца-поселенца. Он, кстати, оставил свой след в истории. В годы Великой Отечественной войны фашистский самолет атаковал становище Белушья Губа – административный центр Новой Земли. Несколько жителей получили ранения. Вылка обратился к военным, попросил бронебойные патроны, получил их и на три дня удалился в тундру на мыс Морозова ждать врага. Враг прилетел. И был всего один выстрел. За этот подвиг Тыко Вылка был награжден боевым орденом.

Тыко Вылка

В 1954 году в становище Белушья Губа проживало уже 104 семьи. Когда оно стало центром Новоземельского испытательного полигона, ненцы покинули Новую Землю. И до начала 1990-х само существование населенных пунктов на Новой Земле было государственной тайной.

Памятник основателям гарнизона в Белушье Губе

Подготовлено по материалам конференции «Создание ядерного щита России» на МВТФ «Армия-2019», организованной 12 Главным управлением МО РФ.

Автор: Сергей Савинов