Поджигатели неба: супербомбы Эдварда Теллера

[fonzeppelin]

Первая в новом году моя статья на WARCATS.

Бомба Fat Man, сброшенная на Нагасаки, имела мощность в 20 килотонн.  Советская «Царь-бомба» имела мощность в 50 мегатонн – в 2500 раз  мощнее. 

Эдвард Теллер хотел создать супербомбу в 200 раз мощнее «Царь-бомбы».

В начале 60-ых гонка за мощностью термоядерных боеприпасов достигла  своего пика. США создали 25-мегатонную термоядерную бомбу B41, СССР –  100-мегатонную «Царь-бомбу» AH602. Ни та, ни другая сторона, впрочем,  так и не решились испытать их на полную мощность.

Но еще до этого, «отец термоядерной бомбы» Эдвард Теллер размышлял о  зарядах, по сравнению с которыми даже эти боеприпасы смотрелись бы  хлопушками. 

Разработанная Теллером и Станиславом Уламом схема  термоядерного боеприпаса (т.н. «радиационная имплозия»), позволяла –  теоретически – наращивать мощность бомбы почти бесконечно. А значит,  потенциально были возможны супербомбы мощностью уже не в мегатонны  (миллионы тонн тротилового эквивалента) а в гигатонны (миллиарды тонн  тротилового эквивалента).

Но зачем это было все нужно?

Известно, что слишком большие ядерные заряды не так уж и эффективны,  как можно было бы от них ожидать. Мегатонная бомба, взорванная на  оптимальной высоте, производит зону интенсивных разрушений  (сверхдавление ударной волны выше 5 psi) радиусом в 7 км. Вдесятеро  более мощная бомба увеличивает этот радиус всего лишь вдвое – до 15 км.  Чудовищная 100-мегатонная бомба производит зону сплошных разрушений  радиусом в 32 км.

Мегатонная (справа) и 100-мегатонная бомба, сброшенные на Лондон. Разница явно не стократная.

То есть при 100-кратном увеличении мощности бомбы – с 1 до 100  мегатонн – радиус области сплошных разрушений возрос только в 5 раз. А  площадь области разрушений возросла всего в 20 раз. Не слишком-то  впечатляюще.

Все дело, как обычно, в фундаментальной проблеме – законе обратных  квадратов. Удвоение дистанции от источника приводит к уменьшению  интенсивности поля вчетверо. Разумеется, к атмосферным взрывам этот  закон применим лишь частично, но он хорошо иллюстрирует суть проблемы.

Именно поэтому, с развитием технологий, вооруженные силы атомных  держав начали отказываться от мегатонных термоядерных монстров.  Несколько боеголовок умеренной мощности (100-500 килотонн) по  совокупному разрушительному эффекту значительно превосходят одну  мегатонную. Да и поражение укрепленных бункеров и подземных объектов  оказалось проще обеспечивать, повышая точность боеголовки – а не ее  мощность.

Так почему же Эдвард Теллер продолжал мечтать о все более мощной  бомбе? Начиная с середины 50-ых, атомные лаборатории США вполне себе  всерьез рассматривали сверхмощные заряды от 1 и до 10 гигатонн (10  миллиардов тонн тротилового эквивалента!) Зачем нужны были такие  невероятные, невозможно гигантские бомбы, как GNOMON и SUNDIAL? Только  лишь ради чистого научного любопытства? Неужели все это было просто  мегаломанией амбициозного, но не слишком вменяемого гения, мечтавшего о  супербомбе исключительно ради нее самой?

Теллер и его детище в карикатуре.

Оказывается, нет.

Планировавшаяся схема применения гигатонных супербомб кардинально  отличалась от обычного атомного и термоядерного оружия. Для начала, их  вообще не предполагалось «сбрасывать» на неприятеля. Помимо сложности  доставки (супербомба должна была весить порядка нескольких сотен тонн),  атмосферный взрыв супербомбы просто не имел смысла. Ввиду указанных выше  соображений, он был бы не более эффективен чем просто взрыв  дюжины-другой куда более компактных мегатонных зарядов. Да и риск  уничтожения громадной боеголовки, неуклюже входящей в атмосферу, был  слишком велик.

Гигатонные супербомбы предполагалось взрывать в ближнем Космосе – на  высоте около 150 километров от Земли. Это, разумеется, начисто исключало  ударную волну из поражающих факторов, и значительно ослабляло  нейтронное излучение. Но их разрушительное действие основывалось не на  этом.

Взрываясь в космическом пространстве, гигатонная супербомба испускала  во все стороны невероятный по интенсивности поток рентгеновских лучей.  Большая часть их, разумеется, рассеивалась в пространстве. Но даже той  небольшой порции, что приходилась на Землю, оказывалось достаточно,  чтобы раскалить докрасна верхние слои атмосферы – напитать их энергией  до того, что сам воздух превращался в высокотемпературную плазму.

И небо вспыхивало огнем.

Поражающим фактором супербомбы было не собственное излучение взрыва. Поражающим фактором супербомбы было вторичное тепловое излучение перегретой ею атмосферы.

Облако перегретой плазмы, созданное в атмосфере взрывом супербомбы,  интенсивно излучало тепло. Часть инфракрасного излучения уходила вверх, в  Космос, но часть шла вниз, к поверхности. По сути, взрыв супербомбы  создавал над поражённой территорией раскаленный плазменный покров,  растянутый тонким слоем по небу. И интенсивность теплового потока,  который этот покров обрушил бы на поверхность, лишь кратко оценивалась  как «значительно больше 10 калорий на сантиметр квадратный».

Территория, накрытая плазменным покровом супербомбы, оказывалась  словно в гигантской печи. Все легковоспламеняющиеся материалы вспыхивали  мгновенно. За ними следовали и все горючие материалы вообще, повсюду.  Люди, имевшие неосторожность оказаться на открытом воздухе в момент  взрыва, хотя и не превращались в тени (для этого интенсивность излучения  была бы недостаточна), но обугливались заживо.

Космический взрыв супербомбы порождал на поверхности исполинский  огненный шторм – континентального масштаба пожар, стремительно  распространяющийся на огромные территории. Сотни и тысячи огненных  смерчей взметнулись над очагами горения, втягивая в себя чуть более  холодный воздух с неохваченных территорий. Леса, города, армии, всё  исчезло бы в беснующемся инфернальном урагане.

Пережить взрыв супербомбы для оказавшихся под ней было бы намного  сложнее, чем обычную атомную бомбардировку. Обычные противоатомные меры  вроде рассредоточения и укрытий были бы практически бесполезны.  Гигантский пожар вытянул бы кислород из приземной атмосферы, наводнив ее  удушающими продуктами сгорания и оставив укрытия и убежища без притока  воздуха. И даже если бы кто-то и уцелел, спрятавшись в герметичных  убежищах с собственными запасами кислорода, на поверхности его ждала бы  лишь выжженная дотла пустыня.

Таким образом удар гигатонной супербомбы оказывался неожиданно  эффективным способом полностью «зачистить» территорию, уничтожив на ней  вообще всё живое. При этом космический взрыв не оставлял на Земле ровным  счетом никакого радиоактивного заражения: чудовищная атака, способная  опустошить целую страну, была бы «чистой».

Выгоревший Токио после бомбардировки в 1945. Супербомба Теллера могла бы сделать это сразу со всей Японией.

Насколько же велико было бы такое оружие? Теоретически, предельный  практический лимит эффективности термоядерного оружия определяется как  6-9 мегатонн на тонну. Реально, максимальным испытанным значением было  4,96 (для боеголовки W56), и предполагаемо достигнутым было 5,1 (для  бомбы B41, которая, однако, на полную мощность не испытывалась). Исходя  из этого, 10-гигатонная супербомба – 10.000 мегатонн – должна была  весить порядка 2000 тонн.

Запускать такие громадные боеголовки с Земли явно было не лучшей  идеей. Боеголовка весом в сотни тонн потребовала бы чудовищной мощности  носителя, подготовка которого к пуску сама по себе была бы  монументальным мероприятием. Для внезапного нападения наземные  супербомбы были бы слишком уязвимы. Поэтому гигатонные боеприпасы  Теллера должны были базироваться на космических кораблях – или, вернее,  сами являться космическими кораблями, выведенными на орбиту сверхмощными  химическими или атомно-импульсными (проект «Орион») ракетами.

Атомно-импульсная ракета Doomsday Orion, несущая 10-гигатонную супербомбу. Да, такой проект рассматривался.

Атомно-импульсная ракета Doomsday Orion, несущая 10-гигатонную супербомбу. Да, такой проект рассматривался.

В мирное время супербомбы оставались бы на высокой орбите, неуязвимые  для возможного неприятельского нападения. В случае же военной угрозы –  переводились бы на низкую околоземную орбиту. Для атаки супербомбе не  нужно входить в атмосферу, достаточно просто оказаться над территорией  противника.

Итак, супербомбы Теллера не были «просто мегаломанией». Они были  весьма специфическим оружием со своими принципами действия. Теллер видел  в супербомбах «абсолютного миротворца»: даже самый безумный агрессор,  готовый пожертвовать ради своих амбиций значительной частью населения в  «обычной» атомной войне, едва ли решиться развязать войну с  супербомбами. Ведь они уничтожат не «значительную часть», они уничтожат  ВСЁ, а править десятком генералов в бункере посреди выгоревшей пустыни  можно и с меньшими затратами…

Comments

[fonzeppelin.livejournal.com]

Гхм, ерунда. Формула Циолковского тут ни при чем, не существует никаких запретов строить более крупные химические бустеры. Вы явно не знакомы с теми монстрами, которые вполне реально планировались — чисто химические ракеты, способные вытащить на НОО тысячи тонн. Учите пожалуйста матчасть.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Потому что постройка супер-бустеров вроде Sea Dragon или Nexus стоила бы совершенно безумных денег.

[gloire-bb.livejournal.com]

Дракоша не особо безумный, вроде как. Скорее бессмысленный в реальной истории.
Та же судьба постигла гораздо более рабочие программы(та же NERVA), по объективным причинам.

p.s. а вообще живо представил дежурящий где-то за главным астероидным поясом носитель демократии середины 21 века.
На зубринских атомных двигателях и с орионовыми бч.

[Андрей Гаврилов (from livejournal.com)]

Зубринские атомные двигатели (раствор солей урана, да?) судя по всему невозможны.

Лучше "Ориона" по соотношению удельного импульса и тяги у нас нет. А по наличию еще и возможности планетарного взлета и посадки — похоже и не будет.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Вы ничего не понимаете. Формула Циолковского это соотношение массы пустой и массы заправленной ракеты. Где вы там изыскали нуль — я, честно, не представляю.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Понятно. Очередной математик, ни черта не разбирающийся в прикладных вопросах. Он не понял какую-то формулу, у него выполз откуда-то нуль (скорее всего, потому, что он где-то допустил ляп) и он теперь убежден что есть некий волшебный барьер мощности ракет.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Меня не волнует ваша очевидная глупость. Формула Циолковского прозаически верна, работает, и используется в ракетостроении десятилетиями. Дифференциальное уравнение Мещерского ей никак не противоречит; формула Циолковского его частное решение. В способности же математиков нести полную чушь, если над ними не стоять с дубинкой по-моему уже никто не сомневается кроме самих математиков.

[midzenis.livejournal.com]

Учение Маркса верна так как права, работала, и использовалась в комуниздмостроении десятилетиями.
Плохая шютка, на самом деле про абстрактных математиков — полностью согласен.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Какое счастье, этот дурак, не способный понять элементарную математику но мнящий себя гением матанализа наконец-то смылся.

[aikr.livejournal.com]

Тут вопрос небесспорный. Более крупные ракеты требуют более мощных и/или многочисленных двигателей, следовательно — более шумных. Чтобы столь могучее акустическое воздействие не разрушило конструкции ракеты, их надо делать прочнее, а значит, тяжелее, что увеличивает сухую массу со всеми вытекающими.

И я встречал утверждение (не будучи специалистом, не берусь судить о его правильности, но вроде высказывалось именно специалистом), что с какого-то момента проигрыш от этого увеличения массы попросту «съедает» выигрыш от мощности двигателей. Утверждалось даже, что «Сатурн-5» почти вплотную подошёл к этому пределу (скорее всего, случайное совпадение: на момент его разработки соответствующих исследований ещё не было), и что более грузоподъёмные ракеты вряд ли получилось бы создать.

(Конечно, сегодня, с новыми материалами и методами проектирования, предел отодвинулся, но никак не до степени «вытащить тысячи тонн»).

[ak-12.livejournal.com]

Если АН602 испытанная на 50 мегатонн имела массу 26,5 тонн, то 1 гигатонный ядерный заряд с использованием тех же технологий можно было уместить в диапазон 200-300 тонн.

Носители? NOVA. УР-900.

Только военным это было не нужно.

Они пытались изыскать способ достижения победы в ядерной войне. Пинг-понг гигатонными ядерными зарядами к победе явно не вёл.