Операция Crossroads

Для того, чтобы корабли-мишени могли войти в гавань, было использовано 100 тонн динамита для уничтожения коралловых выступов на входе в лагуну Бикини. В то же время в Опытовом бассейне Дэвида Тэйлора недалеко от Вашингтона, округ Колумбия, проводилась генеральная репетиция испытания Бэйкер, которая заключалась в использовании динамита и моделей кораблей, и получила название «Маленькое Бикини»[30].

Флот из 95 кораблей-мишеней был собран в лагуне Бикини. В центре будущего взрыва суда располагались плотностью 7,7 единиц на квадратный километр, то есть от трёх до пяти раз больше, чем позволяла военная доктрина. Целью такого расположения было не воссоздание реальной якорной стоянки, а измерение повреждений как функции расстояния от центра взрыва, при этом требовалось расположить больше кораблей[31]. Расстановка также отражала результат несоответствий требований Флота и Армии о количестве кораблей, которые могли быть затоплены[32].

Кораблями-мишенями стали четыре устаревших американских линкора, два авианосца, два крейсера, одиннадцать эсминцев, восемь подводных лодок, многочисленные вспомогательные и десантные корабли и три захваченных у Японии и Германии корабля[1]. На кораблях находилось обычное для них количество топлива и боеприпасов, а также приборы для измерения атмосферного давления, перемещений кораблей и излучения. На нескольких кораблях-мишенях были размещены живые животные[33]. Они были доставлены на вспомогательном судне Бурлесон, который привёз 200 свиней, 60 морских свинок, 204 козы, 5000 крыс, 200 мышей и зёрна, содержащие насекомых, для изучения влияния на генетику от Национального института рака[1]. Десантные корабли-мишени были поставлены у причала на Бикини.

Вспомогательный флот из более чем 150 кораблей обеспечил жильём, пунктами наблюдения за экспериментом и лабораториями большую часть из 42 000 мужчин (из которых 37 000 представляли Флот США) и 37 медсестёр[34]. Дополнительный персонал был размещён на ближайших атоллах, таких как Эниветок и Кваджалейн. Служащим Флота предлагалось продлить свои контракты ещё на один год, если они хотят принять участие в испытаниях и увидеть взрыв атомной бомбы[35]. Острова атолла Бикини использовались для размещения приборов и как рекреационная зона, до того, как при испытании Бэйкер они были загрязнены.

На восемь бомбардировщиков B-17 были установлены радиоуправляемые автопилоты, которые таким образом стали беспилотными летательными аппаратами, и на них были загружены автоматическая фотоаппаратура, детекторы излучения, а также сборники образцов воздуха. Пилоты управляли ими с самолётов управления на безопасном расстоянии от места испытаний. Беспилотные аппараты могли залетать в зоны высокого уровня излучения, в том числе в ядерный гриб Эйбл, что было бы смертельно для членов экипажа[36].

Все фотографы, которые должны были снимать взрыв с земли, получили удалённое управление фотоаппаратами на высоких башнях, воздвигнутых на нескольких островах атолла. В общей сложности фотоаппараты на Бикини получили около 50 000 фотографий и 457 км киноплёнки. Каждая из камер могла вести съёмку со скоростью до 1000 кадров в секунду[37].

Перед первым испытанием весь персонал был эвакуирован от флота-мишени и с атолла Бикини. Они были погружены на вспомогательные суда, которые заняли позицию не ближе 18,5 км к востоку от атолла. Персонал, который должен был принимать участие в испытаниях, получили специальные чёрные очки для защиты глаз, но незадолго до испытания Эйбл было принято решение о том, что очки не обеспечивают адекватную защиту. Персонал был проинструктирован, что необходимо отвернуться от взрыва, закрыть глаза и перекрестить руки на лице для дополнительной защиты. Некоторые наблюдатели, которые пренебрегли предложенными мерами безопасности, информировали других, что бомба взорвалась. Большинство наблюдателей на борту кораблей говорили, что почувствовали лёгкие симптомы сотрясения мозга и слышали печальный короткий «пум»[35].

«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. «Чарли» — третья буква в обеих системах. По сообщениям очевидцев, время после взрыва на обоих испытаниях было объявлено как «H» или время «Хау»[38]; в официальной истории JTF-1 используется буква «M» или «Майк» вместо этого[39].

Две бомбы были копиями плутониевого Толстяка, сброшенного на Нагасаки. Бомба Эйбл получила имя Джильда и была украшена изображением Риты Хейворт, звёзды фильма 1946 года Джильда. Бомба Бэйкер получила название Хелен из Бикини. Эта тема роковых женщин на атомном оружии, соединяющая обольщение и разрушение, способствовала появлению во всех языках, начиная с 1946 года, использования слова бикини в качестве названия для женского купальника[40][41][42][43].

Расположение кораблей-мишеней в лагуне Бикини перед испытанием Эйбл во время операции «Перекрёсток». Половина кораблей-мишеней в районе взрыва отмечено на карте. Пять красных отметок X указывают на пять затонувших кораблей. В таблицах (слева) дана легенда номеров кораблей. Круг радиусом 914 м от места взрыва обрисовывает зону тяжёлых повреждений кораблей. Целью бомбы был корабль № 32, линкор Невада, который был окрашен в красный цвет для целеуказания на бомбардировщик. Бомба взорвалась недалеко от корабля № 5, десантного корабля Джиллиам. Все подводные лодки в момент взрыва находились на поверхности.

Кроме пяти затонувших кораблей, ещё четырнадцать были признаны получившими тяжёлые повреждения или ущерб, по большей части от ударной волны от взрыва бомбы. Все, кроме трёх, располагались в радиусе 914 м от центра взрыва. Внутри этого радиуса ориентация корабля к точке взрыва была важным фактором влияния ударной волны. Например, корабль № 6, затонувший эсминец Лэмсон, находился дальше, чем другие семь кораблей, оставшихся на плаву. Лэмсон располагался бортом к взрыву, и ударная волна пришлась ему на левый борт, в то время как семь ближайших к взрыву кораблей стояли кормой к месту взрыва, что защитило бόльшую часть корпуса.

Единственным большим кораблём внутри 1000-ярдового радиуса, который получил средние, а не тяжёлые повреждения был крепко построенный японский линкор Нагато, корабль № 7, который находился кормой ко взрыву, что также дало некоторую защиту. Кроме того, неотремонтированные повреждения со времени Второй мировой войны могли усложнить анализ повреждений. Как корабль, с которого руководили атакой на Пёрл-Харбор, Нагато был расположен близко к целевой точке для гарантии затопления. Так как бомба Эйбл прошла мимо намеченной цели, это символическое затопление было перенесено на три недели позже, на испытание Бэйкер.

Серьёзные повреждения получил корабль № 10, авианосец Саратога, находившийся на расстоянии более 1,6 км от взрыва, который загорелся после взрыва. Для чистоты эксперимента на все корабли погрузили обычное количество топлива и боеприпасов, а также самолёты. Большая часть крупных боевых кораблей несла на борту гидросамолёты, которые могли быть опущены в воду кранами[49], но на Саратоге находилось несколько самолётов с легковоспламеняющимся авиационным топливом, на палубе и в нижних ангарах. Огонь был потушен, и Саратога осталась на плаву и впоследствии использовалась в испытании Бэйкер.

В таких целях, как город, например, Хиросима, объекты, находящиеся к эпицентру ближе, чем Саратога, попадают в зону, где избыточное давление составляет 5 psi (≈34,5 кПа), и возникает огненный смерч диаметром свыше 3,2 км[50]. Корабли, кроме авианосцев, имеют защиту от взрыва и огня.

Вид с воздуха на ядерный гриб Эйбл, поднимающийся из лагуны атолла Бикини, который виден на заднем плане. Облако перенесло радиоактивное загрязнение в стратосферу.

Как и при всех трёх предыдущих ядерных взрывах — Тринити, Малыш (Хиросима) и Толстяк (Нагасаки) — взрыв Эйбл был атмосферным[4], и произошёл достаточно высоко в воздухе, чтобы внешние материалы не образовали огненный шар. После взрыва радиоактивные продукты распада поднялись в стратосферу и вызвали глобальное загрязнение окружающей среды в большей степени, чем местное. Атмосферные взрывы официально считались как «самоочищающиеся»[51].

В операции Перекрёсток применялись подопытные животные, привязанные на кораблях. Коза № 53, такая как эти, на палубе корабля Невада, умерла от радиационного заражения через два дня после испытания Эйбл[52].

Тем не менее, интенсивная вспышка радиации длительностью несколько секунд произошла сразу после взрыва. Многие из близкорасположенных к центру взрыва кораблей получили дозы нейтронного и гамма-излучения, которые могли бы быть летальными для всего живого на кораблях, но сами корабли не стали радиоактивными, за исключением нейтронной активации материалов корабля, которая считалась второстепенной проблемой (по стандартам того времени)[53]. В течение дня почти на всех уцелевших кораблях-мишенях была починена обшивка. Корабли были проинспектированы, инструменты восстановлены, а корабли переставлены для предстоящего испытания Бэйкер по расписанию.

Пятьдесят семь морских свинок, 109 мышей, 146 свиней, 176 коз и 3030 белых крыс были размещены на 22 кораблях-мишенях в тех местах, где обычно находятся люди[54]. 10 % животных были убиты взрывом, 15 % — от вспышки излучения, 10 % погибли впоследствии. В общей сложности 35 % животных умерло непосредственно от взрыва или излучения[55].

Высокий процент спасшихся подопытных животных был связан с природой одиночного импульса излучения. Так же, как в критических инцидентах в Лос-Аламосе с ядром Эйбл, жертвы находились слишком близко и получили смертельную дозу радиации, а находящиеся дальше от взрыва восстановились и выжили. Также всех крыс, находящихся за пределами смертельной зоны, впоследствии отправили на изучение возможных мутаций в следующих поколениях. При том, что численность крыс составляла в общей сложности 86 %, и только 65 % подопытных животных выжили, среди погибших были и крысы[56].

Несмотря на то, что бомба Эйбл взорвалась не в назначенной точке, на Неваде, находящейся на расстоянии 800 м, но не затонувшей и не получившей высокого уровня загрязнения, коза № 119, привязанная внутри орудийной башни и защищённая бронёй, получила такой уровень излучения при взрыве, что умерла через четыре дня от лучевой болезни (прожив на два дня дольше, чем коза № 53, находящаяся на палубе без защиты)[57]. Если бы Невада была полностью укомплектована экипажем, она стала бы после взрыва плавающим гробом, погибающим в океане из-за недостатка живых членов экипажа[58].

Расположение кораблей-мишеней в лагуне Бикини для испытания Бэйкер по время операции Перекрёсток. Половина кораблей-мишеней находится за пределами карты. Десять красных X отмечают расположения десяти затонувших кораблей. В таблице (слева) указаны номера кораблей на карте. Чёрная окружность отмечает радиус 1000 ярдов от места взрыва, внутри этого радиуса корабли получили наибольшие повреждения. Голубая окружность, 301,8-метровый радиус, отмечает границы подводного кратера, созданного взрывом, а также границу столба воды, в котором оказался Арканзас. Подводные лодки были в подводном положении, Пайлотфиш, корабль № 8, был на глубине 17 метров, а Апогон, корабль № 2, на глубине 30,5 метров.

Немецкий тяжёлый крейсер Принц Ойген не затонул во время испытаний Эйбл и Бэйкер, но имел настолько высокий уровень радиоактивного загрязнения, что не ремонтировался. В сентябре 1946 года он был отбуксирован к атоллу Кваджалейн, где опрокинулся на мелководье 22 декабря 1946 года, через пять месяцев после испытания Бэйкер. Он находится там и сегодня, с винтами правого борта над водой[62].

Подводная лодка Скипджэк была единственным поднятым кораблём из затонувших у Бикини[63]. Она была отбуксирована в Калифорнию и два года спустя снова затоплена в качестве корабля-мишени у берега.

Три других корабля, все в тонущем состоянии, были отбуксированы к берегу Бикини и выброшены на него:[64] десантный корабль Фэллон, корабль № 25; эсминец Хьюджес, корабль № 27 и подводная лодка Дентуда, корабль № 24. Дентуда, которая была в подводном положении (поэтому избежала главной ударной волны) и за пределами 914,4-метрового радиуса, избежала серьёзного загрязнения и повреждений корпуса и была успешно дезактивирована, отремонтирована и на короткий срок вернулась к несению службы.

• 
  Эпицентр
• 
  Вспышка взрыва
• 
  Купол и султан
• 
  «Треск» и облако
• 
  Воздушная ударная волна

Взрыв Бэйкер породил так много неожиданных явлений, что через два месяца после испытаний была созвана конференция для стандартизации номенклатуры и определения новых терминов для использования в описаниях и исследованиях[65].

Подводный огненный шар принял форму стремительно расширяющегося горячего «газового пузыря», который выстрелил из воды, образовав сверхзвуковую гидравлическую ударную волну, которая разрушила корпуса близлежащих кораблей. В конечном счёте она замедлилась до скорости звука в воде, которая составляла одну 1,85 км/сек., в пять раз быстрее скорости звука в воздухе[66]. На поверхности ударная волна была видна как передний край быстро расширяющегося круга в тёмной воде, получившего название «плёнка» (англ. slick) за его похожесть на нефтяную плёнку[67]. Находящееся за плёнкой визуально более заметное, но на самом деле менее разрушительное побеление воды на небольшой глубине получило название «треск» (англ. crack)[68].

Со времени взрыва прошло только четыре миллисекунды, а на поверхности начал появляться брызговой купол, образованный ударной волной. Ещё через несколько миллисекунд диаметр газового пузыря стал равен глубине в месте взрыва, 54 м, он достиг поверхности воды и морского дна одновременно. На дне он начал создавать неглубокий кратер, примерно 9 м в глубину и 610 м в диаметре.[69] Наверху он выстрелил из воды над собой «брызговым куполом», который взлетел над поверхностью как гейзер.[70]

Во время первой секунды взрыва расширяющийся пузырь подхватил из воды всё в радиусе 152 м и поднял вверх два миллиона тонн[71] брызг и морского песка. Пузырь поднимался вверх со скоростью 762 м/сек.[72], он поднял купол брызг в виде цилиндра или печной трубы, получивший название «колонна» (англ. column), высотой 1829 м, диаметром 610 м и с толщиной стенок 91 м.

Сразу после того, как пузырь достиг поверхности воды, он породил сверхзвуковую атмосферную ударную волну, которая, как и «треск», была более визуально страшно выглядящей, чем разрушительной. Визуально воздушная ударная волна давала о себе знать во-первых расширением белого диска на поверхности воды (взбивание пены). Во-вторых, понижение давления сразу за ударной волной стало причиной мгновенного возникновения тумана, который окутал поднимающуюся колонну и скрыл её на две секунды. Этот туман имеет два названия: «конденсационное облако» и «облако Вильсона». Облако сначала приняло форму полусферы, затем превратилось в диск, который поднимался от воды вместе с колонной брызг, его форма стала напоминать пончик и оно исчезло. При взрыве Эйбл также образовалось облако Вильсона, но температурой огненного шара его высушило намного быстрее.

К моменту, когда облако Вильсона рассеялось, облако над колонной стало похоже на цветную капусту и все брызги в колонне и облако начали падать вниз, обратно в лагуну. Несмотря на то, что облако сохраняло форму, цветная капуста была больше похожа на вершину гейзера, где вода останавливается, прежде чем упасть вниз. Это не был ядерный гриб; ничего не поднималось в стратосферу.

• 
  Взрыв Бэйкер, показана белая поверхность воды, потревоженной воздушной ударной волной, и верх полой колонны брызг, образовавшей полусферическое облако Вильсона. На заднем плане - берег атолла Бикини.
• 
  Поднимается облако Вильсона, виден вертикальный тёмный объект, бόльший, чем корабли на переднем плане, который большинство наблюдателей приняли за переворачивающийся линкор Арканзас. Адмирал Блэнди говорил, что это дым.[73]
• 
  Сверху колонны брызг появилось облако наподобие цветной капусты из продуктов взрыва и водяного пара. Два миллиона тонн брызг воды впоследствии упали вниз в лагуну. Радиоактивный туман направляется к кораблям.

Тем временем вода в лагуне начала двигаться обратно в освободившееся пространство, где до этого находился газовый пузырь, что привело к образованию цунами, которая поднимала корабли, проходя под ними. На 11-й секунде после взрыва первая волна дошла до точки 305 м от центра взрыва на поверхности и имела высоту 28,7 м[74]. К моменту, когда она дошла до берега атолла Бикини, до которого было 6 км, она достигала 5 м в высоту, выбросив десантные корабли на берег и засыпав их песком[75].

Через 12 секунд после взрыва падающая вода колонны начала образовывать «базисную волну» 274-метровой высоты, напоминающую туман внизу большого водопада. В отличие от обычной волны, базисная волна перехлестнула корабли сверху. Из всех эффектов взрыва бомбы базисная волна имела наибольшие последствия для большинства кораблей-мишеней, так как привела к их радиоактивному загрязнению, от которого они не могли очиститься[76].

Линкор Арканзас был самым близким кораблём к точке взрыва бомбы, не считая корабля, к которому она была подвешена. Подводная ударная волна ударила в правый борт корпуса, который был расположен со стороны взрыва, и перевернула линкор через левый борт. Она также сорвала два винта правого борта и их крепления вместе с рулём и частью кормы, укоротив корпус на 7 м. Некоторые корабли-мишени имели гироскопические приборы для записи изменений дифферента и крена;[77] однако если бы на Арканзасе и были такие приборы, вряд ли бы после взрыва их возможно было обнаружить. Нет никаких записей о том, что происходило с кораблём во время тех двух секунд, когда облако Вильсона закрывало вид на место, где находился линкор.

Имея длину 171 м, линкор был в три раза длиннее глубины воды в месте, где он находился. Когда поднялось облако Вильсона, Арканзас, возможно, носом воткнулся в морское дно, а его корма поднялась на 106 м в воздух.[60] Так как корабль не мог затонуть сразу в мелкой лагуне, он свалился в воду, закрытый колонной брызг.

Впоследствии, в том же самом году, его видели водолазы ВМС США лежащим днищем вверх с носом на ободе подводного кратера и кормой, направленной в центр. Не было никаких деталей надстройки или больших пушек. Первый водолаз для обнаружения Арканзаса был вынужден погрузиться в радиоактивную грязь по грудь. Когда водолазы Службы национальных парков США возвращались в 1989 и 1990 годах, дно было снова засыпано песком, а грязь к этому времени смыло. Они смогли увидеть стволы передних пушек, которых не было видно в 1946 году.[78]

Все большие артиллерийские корабли слишком тяжелы сверху, за счёт массы бронированных надстроек и орудийных башен, и поэтому переворачиваются, когда тонут, известным исключением был Бисмарк, который начинал тонуть, перевернувшись, но после того, как отвалились орудийные башни, перевернулся снова до того, как опуститься на дно. Арканзас перевернулся, но в 1989 году на зарисовке затопленного корабля водолазом[79] видно, что правая часть корпуса, на которой линкор лежит, сильно пострадала. Большая часть правого борта видна, но она сильно сжата.

Надстройка не была обнаружена. Она либо была оторвана и находится далеко, либо находится под корпусом, разбитая и засыпанная песком, который частично заполнил образовавшийся при взрыве кратер. Единственный возможный путь для водолазов внутрь корпуса находится через каземат левого борта, носящий название «воздушный за́мок». Водолазы Службы национальных парков проводили учения на аналогичном каземате однотипного корабля-музея Техас перед погружением к Арканзасу в 1990 году.[80]

• 
  Линкор Арканзас в перевёрнутом состоянии на глубине 54 м в лагуне Бикини. Рисунок сделан водолазом Службы национальных парков в 1989 году.
• 
  Левый каземат Арканзаса в 1989 году, в перевёрнутом состоянии. Единственный проход для водолаза внутрь корабля, был использован в 1946 и в 1990 годах.
• 
  Линкор, Техас, отмечено расположение каземата. У Бикини всё, что было выше нижней орудийной палубы Арканзаса либо исчезло, либо засыпано песком.

Саратога затонула через восемь часов после того, как от подводной ударной волны образовались пробоины в корпусе. Непосредственно после прохождения ударной волны, волна воды поднялась над кормой на 13 м и над носом на 9 м, раскачав корабль из стороны в сторону и обрушившись на него, сметя все пять самолётов, стоящих на лётной палубе и свалив трубу на палубу.[81] Корабль оставался в вертикальном положении в стороне от колонны брызг, но слишком близко к ней, и был окачен радиоактивной водой от падающей базисной волны.

Адмирал Блэнди приказал буксирам отбуксировать авианосец к острову Эню и выбросить на берег, но Саратога и окружающие воды имели слишком большой уровень радиоактивного загрязнения, и буксиры не смогли к ней подойти до того, как она затонула.[82] Корабль опустился вертикально на дно, его верхняя точка находится в 12 м от поверхности. Сегодня, когда уровень радиоактивного загрязнения опустился до безопасного уровня, Саратога является одним из популярнейших объектов дайвинга.[83] (Сезон 2009 года для дайверов был отменён из-за высоких цен на горючее, нестабильного авиасообщения с островом и отказа фонда Островитян Бикини, субсидировавшего эти мероприятия.)[84]

Индепенденс пережил Эйбл, но верхней палубе был нанесён большой урон.[85] Корабль находился достаточно далеко от взрыва Бэйкер и избежал физических разрушений, но был сильно загрязнён. Он был отбуксирован в Сан-Франциско, где четыре года шли эксперименты по обеззараживанию на верфях Хантерс-пойнт, которые не привели к удовлетворительным результатам. 29 января 1951 года корабль был затоплен в океане около Фараллонских островов.

Рисунок авианосца Саратога на дне лагуны Бикини, сделанный водолазом.

Индепенденс, корабль № 28, повреждённый взрывом Эйбл, до взрыва Бэйкер сделавшего его радиоактивным.

Бэйкер стал вторым ядерным взрывом, произошедшим близко к поверхности, что привело к загрязнению радиоактивными продуктами деления окружающей среды[4]. «Самоочищение» не произошло. В результате радиационная экология лагуны и кораблей-мишеней нарушились. Масштаб возникших проблем оказался гораздо больше, чем ожидалось до испытаний[86].

При взрыве Бэйкер образовалось около полутора килограммов продуктов деления[87][88]. Эти продукты полностью смешались с двумя миллионами тонн брызг и морского песка, которые поднялись колонной в воздух и образовали голову «цветной капусты», а затем упали обратно в лагуну. Бόльшая его часть осталась в лагуне и осела на дно или была вынесена в океан внутренними приливно-отливными и ветровыми течениями.