Операция «Аквариум» представляла собой серию высотных ядерных испытаний в 1962 году, которые проводились Соединенными Штатами в рамках более крупной программы ядерных испытаний «Операция Доминик» .
Ядерные испытания операции «Аквариум» первоначально должны были завершиться в первой половине 1962 года тремя испытаниями под названиями « Синежабрник», «Морская звезда» и «Уррака» . [1]
Первая попытка испытаний была отложена до июня. Планирование операции «Ашбоул» , как и многих других ядерных испытаний в регионе, началось быстро в ответ на внезапное советское заявление 30 августа 1961 года о прекращении трехлетнего моратория на ядерные испытания. [2] Быстрое планирование очень сложных операций потребовало многих изменений по мере продвижения проекта.
Все испытания должны были быть проведены на ракетах с острова Джонстон в Тихом океане к северу от экватора. Остров Джонстон уже был создан в качестве стартовой площадки для высотных ядерных испытаний США, а не других мест на Тихоокеанском полигоне . В 1958 году Льюис Штраус , тогдашний председатель Комиссии по атомной энергии США , выступил против проведения любых высотных испытаний в местах, которые ранее использовались для ядерных испытаний в Тихом океане. Его сопротивление было мотивировано опасениями, что вспышка ночных взрывов на высоте может ослепить мирных жителей, живущих на близлежащих островах. Остров Джонстон был удаленным местом, более удаленным от населенных пунктов, чем другие потенциальные места испытаний. [3] Чтобы защитить жителей Гавайских островов от внезапной слепоты или необратимого повреждения сетчатки в результате яркой ядерной вспышки, ядерные ракеты в рамках операции «Аквариум» были запущены в основном в направлении юго-запада острова Джонстон, чтобы взрывы происходили дальше от Гавайев.
Уррака должна была стать испытанием мощностью около 1 мегатонны на очень большой высоте (выше 1000 км). [4] Предложенное испытание «Уррака» всегда вызывало споры, особенно после ущерба, нанесенного спутникам в результате взрыва «Морской звезды Прайм» , как описано ниже. В конце концов Уррака была отменена, и во время 82-дневной паузы в операциях после катастрофы Блужабрный Прайм 25 июля 1962 года была проведена обширная переоценка плана операции «Аквариум» , как описано ниже.
Тест под названием Kingfish был добавлен на ранних этапах планирования операции Fishbowl . В ходе проекта также были добавлены два маломощных теста, Checkmate и Tightrope , поэтому итоговое количество тестов в Operation Fishbowl составило пять. «Натянутый канат» был последним ядерным испытанием в атмосфере, проведенным Соединенными Штатами, поскольку вскоре после этого вступил в силу Договор об ограниченном запрещении ядерных испытаний .
Соединенные Штаты завершили шесть высотных ядерных испытаний в 1958 году, но высотные испытания того года вызвали ряд вопросов. Согласно отчету правительства США ADA955694 о первом успешном испытании серии Fishbowl, «Предыдущие высотные ядерные испытания: Тик , Оранжевый и Юкка , а также три выстрела ARGUS были плохо оборудованы приборами и проведены в спешке. Несмотря на тщательное изучение скудных данных , существующие модели этих всплесков схематичны и предварительны. Эти модели слишком неопределенны, чтобы с какой-либо уверенностью можно было экстраполировать их на другие высоты и мощности. Таким образом, существует острая потребность не только в улучшенном оборудовании, но и в дальнейших испытаниях, охватывающих диапазон высот. и дает». [5]
В частности, было три явления, которые требовали дальнейшего исследования:
Испытания «Аквариум» контролировались большим количеством наземных и авиационных станций на обширной территории вокруг запланированных взрывов, а также в районе южного полушария островов Самоа , который в этих испытаниях был известен как южный сопряженный регион. . Остров Джонстон находится в северном полушарии, как и все запланированные места ядерных взрывов операции «Аквариум» . Из предыдущих высотных испытаний, а также из теоретических работ, проведенных в конце 1950-х годов, было известно, что высотные ядерные испытания вызывают ряд уникальных геофизических явлений на противоположном конце силовой линии магнитного поля Земли .
Согласно стандартному справочнику по воздействию ядерного оружия Министерства обороны США , «При высотных испытаниях, проведенных в 1958 и 1962 годах в окрестностях острова Джонстон, заряженные частицы попали в атмосферу в северном полушарии между островом Джонстон и и главных Гавайских островов , тогда как сопряженный регион находился в районе островов Самоа , Фиджи и Тонга . Именно в этих районах действительно наблюдались полярные сияния , помимо тех, что были в районах ядерных взрывов». [7]
Бета-частицы — это заряженные частицы (обычно с отрицательным электрическим зарядом ), которые высвобождаются в результате ядерных взрывов. Эти частицы движутся по спирали вдоль силовых линий магнитного поля Земли. Ядерные взрывы также высвобождают более тяжелые ионы мусора , которые также несут электрический заряд и которые также движутся по спирали вдоль силовых линий магнитного поля Земли.
Линии магнитного поля Земли изгибаются высоко над Землей, пока не достигают сопряженной магнитной области в противоположном полушарии.
Согласно справочнику Министерства обороны США по воздействию ядерного оружия: «Поскольку бета-частицы имеют высокие скорости, бета-полярные сияния в отдаленном (южном) полушарии появились в течение доли секунды по сравнению с теми, что были в полушарии, где произошел взрыв. Бета-полярные сияния обычно наиболее интенсивны на высоте от 30 до 60 миль. Наибольшее значение имеет диапазон от 60 до 125 миль. Удаленные сопряженные бета-полярные сияния могут возникать, если детонация находится на высоте более 25 миль, тогда как полярные сияния из обломков появляются только в том случае, если высота взрыва превышает примерно 200 миль». [7]
Некоторые из заряженных частиц, движущихся вдоль силовых линий магнитного поля Земли, вызывают полярные сияния и другие геофизические явления в сопряженных областях. Другие заряженные частицы отражаются обратно вдоль силовых линий магнитного поля , где могут сохраняться в течение длительного времени (до нескольких месяцев и дольше), образуя искусственные радиационные пояса . [8]
Согласно документу о планировании операции «Аквариум» от ноября 1961 года: «Поскольку много ценных данных можно получить с помощью фотографий с временным и спектральным разрешением, это требует, чтобы испытания проводились в ночное время, когда авроральные фотографические условия являются лучшими». [6] Как и все высотные ядерные испытания США в Тихом океане, все испытания в рамках операции «Аквариум» проводились ночью. Это контрастирует с высотными ядерными испытаниями советского проекта К , которые проводились над населенной территорией центрального Казахстана , и поэтому их приходилось проводить в дневное время, чтобы избежать ожогов глаз у населения с самого начала. яркая вспышка высотных ядерных взрывов (о чем говорилось во введении к этой статье).
.pdf/page1-1280px-JCS_briefing_(July_30,_1963).pdf.jpg)
Согласно первоначальному плану операции «Ашбоул» , ядерные испытания должны были быть проведены «Синежабрник» , «Морская звезда» и «Уррака» именно в таком порядке. Если тест провалился, следующая попытка того же теста будет иметь то же имя плюс слово «простой». Если Bluegill потерпит неудачу, следующей попыткой будет Bluegill Prime , а если Bluegill Prime потерпит неудачу, следующей попыткой будет Bluegill Double Prime и т. д.
Первое запланированное испытание операции «Аквариум» состоялось 2 июня 1962 года, когда сразу после полуночи с острова Джонстон на ракете «Тор» была запущена ядерная боеголовка. Хотя ракета «Тор» , казалось, двигалась по нормальной траектории, система радиолокационного слежения потеряла ее из виду. Из-за большого количества кораблей и самолетов в этом районе не было возможности предсказать, движется ли ракета по безопасной траектории, поэтому офицеры безопасности полигона приказали уничтожить ракету вместе с боеголовкой. Ядерного взрыва не произошло, и никаких данных получено не было, но последующее расследование показало, что «Тор» на самом деле следовал правильной траектории полета. [9] : 247
Второе запланированное испытание операции «Аквариум» состоялось 19 июня 1962 года. Запуск ракеты «Тор» с ядерной боеголовкой произошел незадолго до полуночи с острова Джонстон. Ракета «Тор» летела по нормальной траектории 59 секунд; затем ракетный двигатель внезапно остановился, и ракета начала разваливаться. Офицер безопасности полигона приказал уничтожить ракету и боеголовку. На момент уничтожения ракета находилась на высоте от 30 000 до 35 000 футов (от 9,1 до 10,7 км).
Часть частей ракеты упала на остров Джонстон, а большое количество ракетных обломков упало в океан в окрестностях острова. В течение следующих двух недель пловцы группы по обезвреживанию взрывоопасных предметов и подводному сносу ВМФ извлекли около 250 частей ракетной сборки. Некоторые обломки были загрязнены плутонием . Во время испытаний с острова Джонстон был эвакуирован второстепенный персонал.
9 июля 1962 года в 09:00:09 по всемирному координированному времени , то есть через девять секунд после 22:00 8 июля по местному времени острова Джонстон, испытание Starfish Prime было успешно взорвано на высоте 400 километров (250 миль). Координаты взрыва: 16 градусов 28 минут северной широты, 169 градусов 38 минут западной долготы (30 км, или около 18 миль, к юго-западу от острова Джонстон). [10] Фактическая мощность оружия была очень близка к проектной мощности, которая описывалась в различных источниках при разных значениях в очень узком диапазоне от 1,4 до 1,45 мегатонн (6,0 ПДж).
Ракета «Тор» с боеголовкой «Старфиш Прайм» фактически достигла апогея (максимальной высоты) около 1100 км (чуть более 680 миль), и боеголовка взорвалась на нисходящей траектории, когда она упала на запрограммированную высоту 400 километров (250 миль). ). Ядерная боеголовка взорвалась через 13 минут и 41 секунду после старта ракеты «Тор». [11]
Морская звезда Прайм вызвала электромагнитный импульс (ЭМИ), который был намного сильнее, чем ожидалось, настолько сильнее, что он вывел большую часть приборов за пределы шкалы, что вызвало большие трудности в получении точных измерений. Электромагнитный импульс Старфиш Прайм также сделал эти эффекты известными общественности, вызвав электрический ущерб на Гавайях, примерно в 1445 километрах (900 миль) от точки взрыва, выбив около 300 уличных фонарей, включив многочисленные охранные сигнализации и повредив микроволновую печь телефонной компании. ссылка [10] (время взрыва составило девять секунд после 23:00 на Гавайях).
Всего с острова Джонстон было запущено 27 ракет-зондов для получения экспериментальных данных от выстрела, причем первая из ракет поддержки была запущена за 2 часа 45 минут до старта ракеты «Тор» с ядерной боеголовкой. Большинство этих меньших по размеру ракет с инструментами были запущены сразу после запуска основной ракеты «Тор» с боеголовкой. Кроме того, большое количество ракетных орудий было запущено с полигона в Баркинг-Сэндс , Кауаи , на Гавайских островах. [12]
Очень большое количество военных кораблей и самолетов Соединенных Штатов действовало в поддержку Старфиш Прайм в районе острова Джонстон и в близлежащем северо-тихоокеанском регионе, включая основной инструментальный корабль USAS American Mariner , обеспечивающий измерения, проводимые персоналом, предоставленным сервисной компанией RCA и Инжиниринговая компания Барнс. Несколько военных кораблей и самолетов также были размещены в южном сопряженном районе для проведения испытаний, который находился недалеко от островов Самоа. Кроме того, незваный наблюдательный корабль из Советского Союза был размещен вблизи острова Джонстон для проведения испытаний, а еще один советский научно-экспедиционный корабль находился в южном сопряженном регионе [13] — постоянный атрибут всех будущих океанических ядерных испытаний.
После взрыва Starfish Prime яркие полярные сияния наблюдались в районе взрыва, а также в южной сопряженной области по другую сторону экватора от взрыва. Согласно одному из первых технических отчетов: «Видимые явления, вызванные вспышкой, были широко распространены и довольно интенсивны; очень большая территория Тихого океана была освещена полярными сияниями, от крайнего юга южной магнитной сопряженной области ( Тонгатапу ) до область взрыва далеко к северу от северной сопряженной зоны ( Френч Фрегат Шолс ).... В сумерках после взрыва на Джонстоне и Френч Фрегат Шолс в течение многих дней наблюдалось резонансное рассеяние света от лития и других обломков, что подтверждало давнее присутствие обломков в атмосфере. Интересным побочным эффектом было то, что Королевским ВВС Новой Зеландии в противолодочных маневрах помогал свет бомбы». [14]
Радиационный пояс Старфиш Прайм сохранялся на большой высоте в течение многих месяцев и повредил американские спутники Traac , Transit 4B , Injun I и Telstar I , а также британский спутник Ariel . Он также повредил советский спутник «Космос-5» . Все эти спутники полностью вышли из строя через несколько месяцев после взрыва «Морской звезды» . [8] Есть также свидетельства того, что радиационный пояс Старфиш Прайм мог повредить спутники Эксплорер 14, Эксплорер 15 и Реле 1 . [15] Telstar I просуществовал дольше всех из спутников, которые были явно повреждены радиацией Starfish Prime , а его полный отказ произошел 21 февраля 1963 года. [16]
В 2010 году Агентство по уменьшению угроз Министерства обороны США опубликовало отчет, написанный в поддержку Комиссии США по оценке угрозы Соединенным Штатам от электромагнитной импульсной атаки. В докладе, озаглавленном «Сопутствующий ущерб спутникам от ЭМИ-атаки», очень подробно обсуждается ущерб спутникам, причиненный искусственными радиационными поясами Старфиш Прайм , а также другие исторические ядерные события, которые вызвали искусственные радиационные пояса, и их влияние на многие спутники, которые были затем на орбите. В том же отчете также прогнозируется влияние одного или нескольких современных ядерных взрывов на большой высоте на формирование искусственных радиационных поясов и возможные последствия для спутников, которые находились на орбите по состоянию на 2010 год. [4]
25 июля 1962 года была предпринята вторая попытка запуска устройства Bluegill , но закончившаяся катастрофой, когда у Тора заклинило клапан, препятствующий поступлению LOX в камеру сгорания. Двигатель потерял тягу, и несгоревший РП-1 вылился в горячую камеру тяги, загоревшись и вызвав пожар вокруг основания ракеты. Когда «Тор» охватил пламя, офицер по безопасности полигона послал команду на уничтожение, в результате чего ракета раскололась и оба топливных бака были повреждены, полностью уничтожив ракету и серьезно повредив стартовую площадку. Заряды боеголовки также взорвались асимметрично и разбрызгали территорию умеренно радиоактивными материалами активной зоны.
Хотя опасность случайного ядерного взрыва была небольшой, разрушение ядерной боеголовки на стартовой площадке вызвало загрязнение территории альфа-излучающими материалами активной зоны. Горящее ракетное топливо, протекавшее по кабельным траншеям, вызвало обширное химическое загрязнение траншей и оборудования, связанного с прокладкой кабелей в траншеях.
Радиоактивное загрязнение острова Джонстон было признано серьезной проблемой, и необходимо было обеззаразить всю территорию, прежде чем можно будет восстановить сильно поврежденную стартовую площадку. [9] : 229–241.
Испытательные операции операции «Аквариум» прекратились после катастрофического провала «Блюжабрного Прайма» , и большая часть персонала, не участвовавшего непосредственно в радиоактивной очистке и восстановлении стартовой площадки на острове Джонстон, вернулась на свои базовые станции, чтобы дождаться возобновления испытаний.
Согласно отчету операции «Доминик I» , «вынужденная пауза позволила Министерству обороны перепланировать оставшуюся часть серии «Аквариум» . Событие « Уррака » было отменено, чтобы избежать дальнейшего повреждения спутников, и были добавлены три новых выстрела». [9] : 236 Во время паузы в операциях была построена вторая стартовая площадка, чтобы операция «Аквариум» могла продолжиться в случае еще одного серьезного инцидента.
После почти трехмесячной паузы операция «Аквариум» была готова продолжиться, начиная с еще одной попытки испытания Bluegill .
Через восемьдесят два дня после провала Bluegill Prime , примерно за 30 минут до полуночи в ночь на 15 октября 1962 года по местному времени острова Джонстон (16 октября UTC ), была предпринята еще одна попытка испытания Bluegill . Ракета «Тор» вышла из строя и начала выходить из-под контроля примерно через 85 секунд после запуска, а офицер безопасности полигона приказал уничтожить ракету и ее ядерную боеголовку примерно через 95 секунд после запуска. [9] : 241
19 октября 1962 года, примерно за 90 минут до полуночи (по местному времени острова Джонстон), ракета XM-33 Strypi запустила ядерную боеголовку малой мощности, которая успешно взорвалась на высоте 147 километров (91 миль). Сообщалось, что мощность и высота взрыва были очень близки к желаемым, но, согласно большинству официальных документов, точная ядерная мощность остается засекреченной. В открытой литературе сообщается, что она составляет менее 20 килотонн. Однако в одном отчете федерального правительства США сообщается, что мощность испытания «Шахмат» составила 10 килотонн. [17]
Сообщалось, что «наблюдатели на острове Джонстон увидели над головой зелено-синюю круглую область, окруженную кроваво-красным кольцом, которое исчезло менее чем за одну минуту. Образовались сине-зеленые полосы и многочисленные розовые полосы, последние продолжались в течение 30 минут. Наблюдатели на Самоа увидели белую вспышку, которая сменилась оранжевой и исчезла примерно через минуту». [9] : 241
Четвертая попытка испытания Bluegill была предпринята на ракете Thor 25 октября 1962 года (время острова Джонстон). Это привело к успешному взрыву субмегатонной ядерной боеголовки примерно за минуту до полуночи по местному времени (официальное всемирное координированное время — 09:59 26 октября 1962 года). Официально сообщалось, что она находится в субмегатонном диапазоне (то есть более 200 килотонн, но менее одной мегатонны), и большинство наблюдателей за программами ядерных испытаний США полагают, что ядерная мощность составляла около 400 килотонн. [18] В одном отчете федерального правительства США сообщается, что испытательная мощность составила 200 килотонн. [17]
Поскольку все испытания операции «Аквариум» планировалось проводить в ночное время, возможность ожога глаз, особенно необратимого повреждения сетчатки, была важным фактором на всех уровнях планирования. Много исследований было посвящено потенциальной проблеме ожогов глаз. В одном из официальных отчетов проекта говорилось, что на высотах, запланированных для испытаний Bluegill, Kingfish и Checkmate , «длительность тепловых импульсов того же порядка или короче, чем естественный период мигания, который для обычного человека , составляет около 150 миллисекунд. Кроме того, атмосферное затухание обычно намного меньше на данном расстоянии, чем в случае взрывов на уровне моря или вблизи уровня моря. Следовательно, опасность повреждения глаз более серьезна». [8]
Два случая повреждения сетчатки действительно произошли у военнослужащих на острове Джонстон во время теста Bluegill Triple Prime . В момент взрыва ни у кого из людей не было на месте защитных очков. В одном официальном отчете говорилось: «В первом случае острота центрального зрения изначально составляла 20/400, но через шесть месяцев вернулась к 20/25. Второй жертве повезло меньше, поскольку центральное зрение не улучшилось выше 20/60. Диаметр поражений составлял 0,35 и 0,50 мм соответственно. Оба человека отметили немедленные нарушения зрения, но ни один из них не был выведен из строя". [8]
Были опасения, что проблемы с ожогами глаз могут возникнуть во время более раннего испытания «Старфиш Прайм» , поскольку обратный отсчет ретранслировался радиостанциями на Гавайях, и многие гражданские лица могли наблюдать за термоядерным взрывом в момент его возникновения, [8] но на Гавайях таких проблем не было. сообщил.
Взрыв Kingfish произошел в 02:10 ( по времени острова Джонстон) 1 ноября 1962 года и стал четвертым успешным взрывом в серии Fishbowl. Официально сообщалось только о взрыве субмегатонной мощности (то есть в диапазоне более 200 килотонн, но менее мегатонны), но большинство независимых наблюдателей полагают, что при нем использовалась та же боеголовка мощностью 400 килотонн, что и при испытании Bluegill Triple Prime [18]. ] , хотя в одном отчете федерального правительства США сообщается, что испытательная мощность составила 200 килотонн. [17]
Как и в случае с другими испытаниями Fishbowl, с острова Джонсон было запущено несколько небольших ракет с различными научными приборами для мониторинга последствий высотного взрыва. В случае испытания Kingfish с острова Джонстон было запущено 29 ракет в дополнение к ракете Thor с ядерной боеголовкой. [9] : 247
Согласно официальному отчету, во время взрыва Kingfish «наблюдатели с острова Джонстон в первую минуту видели желто-белый светящийся круг с интенсивными фиолетовыми полосами. Некоторые из полос временами демонстрировали быстрое вращательное движение. Большое бледно-зеленое пятно появилось несколько южнее взрыва и разрослось, став доминирующим видимым элементом через 5 минут. К Н+1 зеленый цвет стал тускло-серым, но этот элемент сохранялся в течение 3 часов. На острове Оаху была яркая вспышка. наблюдали, и примерно через 10 секунд большой белый шар, казалось, медленно поднимался из моря и был виден около 9 минут». [9] : 247
После того, как большинство измерений электромагнитного импульса на Starfish Prime оказались неудачными из-за того, что ЭМИ было намного больше, чем ожидалось, были приняты дополнительные меры для получения точных измерений ЭМИ в тестах Bluegill Triple Prime и Kingfish. Механизм ЭМИ, гипотеза о котором выдвигалась до операции «Аквариум», была окончательно опровергнута испытанием «Морская звезда Прайм» . Оперативные измерения мощности гамма-излучения в ходе этих более поздних испытаний также были тщательно получены, чтобы можно было разработать и подтвердить новую теорию механизма высотного ЭМИ. Эта новая теория генерации ядерного ЭМИ была разработана физиком из Лос-Аламоса Конрадом Лонгмайром в 1963 году, и именно теория высотного ядерного ЭМИ используется до сих пор. [19]
По состоянию на начало 2011 года формы сигналов ЭМИ и мгновенные выбросы гамма-излучения для Bluegill Triple Prime и Kingfish остаются засекреченными. Несекретный отчет подтверждает, что эти измерения были успешно проведены и что была разработана последующая теория (которая используется сейчас), описывающая механизм генерации высотного ЭМИ. Эта новая теория действительно дает результаты, которые согласуются с данными как Bluegill Triple Prime , так и Kingfish . [20] (Отчет, в котором фактически используются данные Bluegill Triple Prime и Kingfish для подтверждения новой теории ЭМИ, является до сих пор засекреченной Частью 2 несекретного отчета Конрада Лонгмайра.) [20]
Согласно отчету Sandia National Laboratories, ЭМИ, возникшие во время испытаний операции «Аквариум» , вызвали «... неисправности входных цепей в радиоприемниках во время всплесков Starfish и Checkmat e; срабатывание ограничителей перенапряжения на самолете с висячей проволочной антенной во время Starfish , «Шах и мат» и «Блюжабрник», а также инцидент с уличным фонарем в Оаху». [10] («Инцидент с уличным фонарем на Оаху» относится к 300 уличным фонарям в Гонолулу, погасшим в результате взрыва Starfish Prime.)
Последнее испытание операции «Аквариум» было взорвано в 21:30 (21:30 по местному времени острова Джонстон) 3 ноября 1962 года (время и дата были официально зафиксированы как 07:30 UTC , 4 ноября 1962 года). Он был запущен с помощью ракеты Nike-Hercules и взорвался на меньшей высоте, чем другие испытания Fishbowl. Хотя официально это было одно из испытаний в рамках операции «Аквариум», иногда его не включают в число высотных ядерных испытаний из-за меньшей высоты взрыва. В большинстве официальных документов сообщалось, что ядерная мощность составляла менее 20 килотонн. В одном отчете федерального правительства США сообщается, что мощность испытания на канате составила 10 килотонн. [17]
«На острове Джонстон произошла интенсивная белая вспышка. Даже при использовании очков высокой плотности вспышка была слишком яркой, чтобы ее можно было рассмотреть даже в течение нескольких секунд. На голой коже также ощущался отчетливый тепловой импульс. Желто-оранжевый диск образовалось фиолетовое облако, которое превратилось в фиолетовый пончик. В течение нескольких минут было слабо видно светящееся фиолетовое облако». [9] : 247
Семь ракет с научными приборами были запущены с острова Джонстон в поддержку испытания на канате , которое стало последним атмосферным испытанием, проведенным Соединенными Штатами.
Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов правительства США .