Навигация:
О чём книга Ричарда Ли Родса
Первая мировая война – концепция стратегического бомбометания
Датчане собрали 100 000 крон, чтобы купить Бору в подарок 0,6 грамма радия
Озарение Лео Сциларда
Идеи Сциларда о прикладном применении радиации
Ферми нанимает студентов-футболистов раскладывать уран по контейнерам
Германский атомный проект: реактор против бомбы
Единственный в мире крупный источник тяжелой воды – электрохимический завод Norsk Hydro
Лаборатория ядерных исследований в Берлине
Воздушная бомбардировка завода Norsk Hydro
Диверсия на Norsk Hydro – противодействие немецкому атомному проекту
Научный руководитель Манхэттенского проекта Роберт Оппенгеймер и лаборатория Лос-Аламос
Исследования взрывной имплозии и критической сборки с использованием урановой пули
Американский физик-теоретик, будущий «отец водородной бомбы» Эдвард Теллер
Графитовый реактор X-10 (Клинтонская поленница) второй в мире искусственный ядерный реактор, располагался в Ок-Риджской национальной лаборатории
Разработка дешевого способа производства гексафторида урана
Осознание руководителями Манхэттенского проекта возможности совместного использования разных методов разделения и обогащения
Система имплозивных линз
Доводка отлитых взрывчатых зарядов методом механической обработки
Полониевый запал атомной бомбы
Бомбардировщик В-29 модели Silverplate – первый носитель атомной бомбы
509-я смешанная авиагруппа (подполковник Пол У. Тиббетс)
Генерал-майор Кертис Лемей – руководитель стратегических воздушных операций против Японии
Перевозка и хранение 235U оружейного качества
Хэнфордский комплекс – первый в мире реактор для промышленного производства плутония
Миссия «Алсос» – захват германских ученых-атомщиков и значительного количества урановой руды
Рискованный эксперимент «Дракон»
Полигон для первого атомного взрыва
Подготовка заряда «Тринити» к испытаниям
Окончательная сборка «Тринити»
Первое в мире испытание ядерного оружия (16 июля 1945 года в штате Нью-Мексико)
В-29 модели Silverplate 509-й смешанной авиагруппы
Подготовка урановой бомбы «Little Boy» к бомбардировке Хиросимы
6 августа 1945 года: взлёт, окончательная сборка и приведение бомбы в боевую готовность
Бомбардировка Хиросимы
Сброс плутониевой бомбы «Fat Man» на Нагасаки
Раздумья Лео Сциларда о собственной ответственности за результаты атомных бомбардировок
... полномасштабная картина социально-политических событий конца XIX–XX века, представленная через призму создания атомной бомбы. Главное произведение видного американского историка Ричарда Роудса, за которое он был удостоен Пулитцеровской премии, сравнимое по охвату и значению со «Взлетом и падением Третьего рейха» Уильяма Ширера. От предсказаний появления ядерной энергетики в романах Герберта Уэллса и первых исследований в области науки деления ядра до Манхэттенского проекта, испытания ядерной бомбы «Тринити» на американском полигоне Аламогордо, атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки и гонки вооружений в период холодной войны
Поначалу кайзер, помня о своих августейших родственниках и исторических зданиях, не включал Лондон в список целей для бомбометания. Командование его флота уговаривало его пересмотреть это решение, и он постепенно уступал. Сперва он разрешил бомбить доки с флотских дирижаблей, затем неохотно распространил свое разрешение дальше на запад, на весь город. Но наполненные водородом дирижабли графа Фердинанда фон Цеппелина были уязвимы для зажигательных пуль; когда британские летчики научились поджигать их, они уступили место бомбардировщикам. Их численность в эти последние годы войны бывала разной, в зависимости не только от капризов погоды, но и от усугублявшихся британской морской блокадой капризов бракованных деталей двигателей и низкокачественного топлива.
13 июня, через 19 дней после Фолкстона, эскадрилья бомбардировщиков совершила налет на Лондон и сбросила почти четыре с половиной тонны бомб. Эта бомбежка стала рекордной в Первой мировой войне по числу жертв среди гражданского населения: 432 раненых и 162 убитых, в том числе шестнадцать чудовищно изувеченных детей, находившихся в подвале детского сада. Лондон был практически беззащитен, и на первых порах военные не видели причин менять это состояние. Военный министр граф Дерби заявил в палате лордов, что эта бомбардировка не имела военного значения, поскольку в ней не было убито ни одного военного. Поэтому атаки бомбардировщиков «Гота» продолжались. Вылетая с баз в Бельгии, они трижды пересекли Ла-Манш в июле и еще два раза в августе. Всю осень, зиму и весну они совершали в среднем по два налета в месяц, всего двадцать семь, сперва днем, а потом, по мере того как Британия совершенствовала противовоздушную оборону, все больше и больше по ночам. Они сбросили в общей сложности почти сто двадцать тонн бомб, убив 835 человек и ранив еще 1972.
Ллойд Джордж, ставший к тому времени премьер-министром, поручил блестящему, надежному Смэтсу разработать программу противовоздушной обороны, в том числе гражданской защиты. Были разработаны механизмы раннего предупреждения: сдвоенные увеличенные граммофонные трубы, которые слушали через стетоскопы слепые операторы с обостренным слухом; звукофокусирующие полости, выдолбленные в приморских скалах, способные улавливать характерный гул моторов бомбардировщиков «Гота», когда те еще летели над морем, на расстоянии до тридцати километров. Аэростаты воздушного заграждения поднимали сети стальных тросов, опоясывающие воздушное пространство Лондона; огромные белые стрелки, установленные на земле на поворотных стойках, указывали не имевшим радио пилотам истребителей «Кэмел» и «Пап» фирмы Sopwith, где находятся атакующие немецкие бомбардировщики.
Созданная система ПВО Лондона была примитивной, но действенной: для ее подготовки к следующей войне потребовались лишь технические усовершенствования. В то же самое время немцы исследовали возможности стратегического наступления. Они увеличили дальность полета бомбардировщиков «Гота» за счет дополнительных топливных баков. Когда дневные бомбежки стали слишком рискованными, они научились летать и бомбить ночью, ориентируясь по звездам. Они выпустили новый колоссальный четырехмоторный бомбардировщик «Гигант», биплан с размахом крыльев 42 метра; его смог превзойти только американский бомбардировщик В-29 «Суперкрепость», появившийся более двух десятилетий спустя. Эффективная дальность полета немецкого самолета составляла около 480 километров. Именно с «Гиганта» 16 февраля 1918 года на Лондон была сброшена самая большая бомба Первой мировой войны весом 900 килограммов и длиной около четырех метров; она взорвалась во дворе Королевской больницы в Челси.
По мере углубления их понимания стратегических бомбардировок немцы перешли от фугасных бомб к зажигательным, проницательно рассудив, что пожары, распространяясь и соединяясь, могут причинить больший ущерб, чем любое количество взрывчатки. К 1918 году они разработали 4,5-килограммовую зажигательную бомбу «Электрон» почти из чистого магния, который горел с температурой от 2000 до 3000°, и его нельзя было потушить водой. Только надежда на мирные переговоры удержала Германию от попыток проведения массированных зажигательных налетов на Лондон в последние месяцы войны. Немцы бомбили, чтобы установить «основу для мира», уничтожив «боевой дух английского народа» и парализовав его «волю к борьбе». Вместо этого им удалось настолько разозлить британцев, что они тоже продумали применение стратегического бомбометания.
7 октября Нильс Бор отмечал свое пятидесятилетие. «В те дни казалось, что Бор находится в полном расцвете сил, как физических, так и умственных, – отмечает Отто Фриш. – Когда он взлетал по крутой лестнице [института], перепрыгивая через ступеньки, лишь немногим из нас, молодежи, удавалось не отставать от него. Покой библиотеки часто нарушался энергичными партиями в пинг-понг, и, насколько я помню, я ни разу не смог выиграть у Бора».
Дьёрдь де Хевеши организовал кампанию по сбору средств в честь юбилея ведущего физика Дании; датчане собрали 100 000 крон, чтобы купить Бору в подарок 0,6 грамма радия. Де Хевеши разделил жидкий раствор радия на шесть равных частей, смешал каждую из них с порошком бериллия и высушил, получив таким образом шесть мощных источников нейтронов. Он прикрепил их к концам длинных стержней и спрятал в сухой колодец в подвале института, выкопанный когда-то в качестве защищенного от вибрации места установки спектрографа.
Как вспоминает Стефан Розенталь, институтская ежегодная рождественская вечеринка по-прежнему проводилась в зале с колодцем: «Крышка колодца служила столом, в середине стояла рождественская елка, и все сотрудники, от директора до самого младшего ученика из мастерских, собирались вокруг и получали скромное угощение, пиво с сосисками. Во время праздника Нильс Бор обычно произносил речь, в которой он давал что-то вроде обзора прошедшего года». Надежно спрятанные под сосисками, упакованные в четырехлитровую флягу сероуглерода, нейтронные источники беззвучно превращали серу в радиоактивный фосфор для биологических исследований де Хевеши с использованием радиоизотопов.
«Когда зажегся зеленый свет и я стал переходить через дорогу, – вспоминает Сцилард, – я… неожиданно понял, что если бы мы смогли найти элемент, расщепляемый нейтронами и испускающий два нейтрона при поглощении одного, то такой элемент, если собрать достаточно большую его массу, смог бы поддерживать ядерную цепную реакцию».
«В тот момент я не понимал, как именно следует искать такой элемент или какие эксперименты нужно будет провести, но эта идея меня уже не покидала. В некоторых условиях может существовать возможность запуска ядерной цепной реакции, высвобождения энергии в промышленных масштабах и создания атомных бомб».
Лео Сцилард поднялся на тротуар. За его спиной снова загорелся красный свет.
Один из его друзей вспоминает, как обсуждал со Сцилардом в это время осуществимость создания атомной бомбы.
«В той же беседе он говорил о своих идеях относительно такого консервирования персиков в жестяных банках, которое сохраняло бы текстуру и вкус свежих плодов». Когда переговоры об импульсном генераторе завязли в спорах юристов, находчивый Сцилард отвлек Штрауса идеей применения радиации для сохранения и защиты сельскохозяйственной продукции. Например, таким образом можно уничтожить табачного бражника. Но не повредит ли облучение самому табаку?
Среди сохранившихся бумаг Сциларда есть выцветшее письмо от доктора М. Ленца из Больницы хронических заболеваний имени Монтефиоре, дающее отчет о решающем опыте: 14 апреля 1938 г. в 14:30 Ваши шесть сигар были облучены источником на 100 кВ с фокусным расстоянием фильтра 20 см, по десять минут с переднего и десять минут с заднего конца каждой сигары. Это соответствует дозе в 1000 р. на переднем и 1500 р. на заднем конце каждой сигары. Надеюсь, Ваш друг убедится в том, что их вкус остался неизменным.
Кроме того, Сцилард купил на мясном рынке на Амстердам-авеню свинины, сохранил чек и договорился о ее облучении, чтобы выяснить, могут ли рентгеновские лучи убить паразитических червей, вызывающих трихинеллез. Он даже отправил своего брата Белу в Чикаго, чтобы обсудить этот вопрос с фирмой Swift & Company, которая сообщила, что уже проводила подобные эксперименты. Проект импульсного генератора продолжал развиваться в течение всего года и, кстати, дал Штраусу возможность познакомиться с Эрнестом Лоуренсом, который пытался рекламировать ему идею нового полутораметрового циклотрона, который он строил в это время. Полюса циклотрона действительно имели полтора метра в поперечнике, но магнит должен был весить почти двести тонн.
Лоуренсу и его брату Джону, который был врачом, удалось остановить у своей матери развитие рака при помощи полученного в ускорителе излучения, и они собирались использовать большой циклотрон для дальнейшего развития исследований в этой области. Штраус остался верен импульсному генератору.
... начали собирать «конструкцию, казавшуюся в то время на порядок больше, чем все, что мы видели раньше… Она состояла из графитовых брикетов, а в эти графитовые блоки были вставлены расположенные по определенной схеме большие кубические канистры, в которых был оксид урана». Эти канистры размером 20 ? 20 ? 20 см, общим количеством 288 штук, были сделаны из покрытых оловом железных листов; в каждую помещалось около 27 кг оксида урана. Длина ребра каждой кубической «ячейки» уран-графитовой решетки – канистры и окружающего ее графита – составляла 40 см. Более эффективной была бы конфигурация со сферическими ячейками и урановыми шарами. В этих начальных экспериментах с материалами сомнительной чистоты Ферми хотел получить оценки с точностью до порядка величины, первую приблизительную карту неизведанных территорий.
«Эта конструкция была выбрана по соображениям структурной простоты, – писали впоследствии экспериментаторы, – так как ее можно было собрать, не разрезая имевшиеся графитовые блоки размером 10 на 10 на 30 см. Хотя мы не ожидали, что конструкция будет слишком близка к оптимальным пропорциям, нам казалось желательным как можно скорее получить некоторую предварительную информацию». Кроме того, многообещающие результаты могли помочь в обеспечении дальнейшей поддержки НКОИ. «Нам предстояла большая, трудная и грязная работа, – вспоминает Герберт Андерсон. – Черный порошок оксида урана нужно было… нагревать, чтобы избавиться от нежелательной влажности, а затем упаковывать в горячем виде в контейнеры и герметично запаивать их. Чтобы получить нужную плотность, контейнеры заполнялись на вибрационном столе. Наша маленькая группа, в которую к этому времени входили Бернард Фельд, Джордж Вейль и Уолтер Зинн, смотрела на ожидавшее нас тяжелое дело без особого энтузиазма. Работа обещала быть изнурительной».
Но тут, как рассказывает Ферми, на выручку явился Пеграм: Не то чтобы мы были слабаками, но мы, в конце концов, занимались умственной деятельностью. Поэтому декан Пеграм еще раз посмотрел на все это и сказал, что эта работа, по-видимому, несколько превосходит наши слабые силы, но в университете есть футбольная команда, около дюжины здоровых ребят, и они берут почасовую работу, чтобы зарабатывать на оплату своего обучения. Почему бы нам их не нанять?
И это была чудесная идея. Руководить работой этих здоровых ребят, когда они раскладывали уран по контейнерам – просто запихивали его туда, – обращаясь с упаковками по 20 или 50 килограммов так же легко, как другие обращаются с весом в полтора-два килограмма, было истинным наслаждением. «Ферми пытался выполнить свою долю работы, – добавляет Андерсон, – когда началась его смена, он надевал лабораторный халат и энергично брался за дело вместе с футболистами, но было ясно, что до их уровня ему далеко.
Все остальные члены нашей группы тут же нашли себе массу измерений и калибровок, которые, как оказалось, внезапно потребовали исключительно тщательной и высокоточной работы». Для этого первого экспоненциального эксперимента, как и для многих аналогичных экспериментов после него, Ферми определил один универсальный параметр для оценки возможности цепной реакции – «коэффициент размножения
Первое экстраполированное значение k, полученное в докритической решетке, которую собрала в сентябре 1941 года в Шермерхорн-холле футбольная команда Колумбийского университета, было разочаровывающим – всего 0,87. «Это на 0,13 меньше чем единица, – отмечает Ферми, то есть на 13 % меньше минимума, необходимого для запуска цепной реакции, – и это было плохо. Однако теперь у нас была надежная отправная точка, и нам, по сути дела, нужно было понять, сможем ли мы выжать еще 0,13 или, предпочтительно, чуть больше». Канистры были сделаны из железа, а железо поглощает нейтроны. «Значит, никаких канистр».
Кубы урана работали менее эффективно, чем шары; в следующий раз группа Колумбийского университета использовала небольшие круглые болванки, спрессованные из урана. Материалы содержали загрязнения. «А как могут действовать эти загрязнения? – разумеется, они только вредят. Может быть, их вред и составляет порядка 13 %». Сцилард продолжил свои поиски более высокочистых материалов.
... по словам Шпеера, «мы прикрыли проект по производству атомной бомбы по предложению физиков-ядерщиков… после того, как я еще раз расспросил их о сроках и услышал, что на получение каких-либо результатов в течение трех или четырех лет рассчитывать не приходится». Однако было решено продолжить работу над, как называет его Шпеер, «энергопроизводящим урановым мотором для двигательных агрегатов» – то есть реактором на тяжелой воде.
«В результате, – писал Гейзенберг в 1947 году в журнале Nature, подводя итоги военных лет, – [германским физикам] не пришлось решать, следует ли им стремиться к созданию атомной бомбы. Обстоятельства, определившие политические решения в поворотном 1942 году, помимо их участия направили их работу на решение задачи применения ядерной энергии в движителях». Но союзники об этом еще не знали.
В январе 1940 года компания Auer, специализировавшаяся на тории и производившая сетки для газовых фонарей и радиоактивную зубную пасту, поставила Военному министерству первую тонну чистого оксида урана, полученного из добытой в Иоахимстале руды. Исследования урана в Германии процветали. Получение подходящего замедлителя казалось делом более трудным. Немецкие ученые предпочитали тяжелую воду, но в Германии не было собственного завода по ее производству. В начале года Хартек рассчитал, что установке на угольном топливе потребуется для производства каждой тонны тяжелой воды 100 000 тонн угля; в военное время такой расход был невозможен.
Единственным в мире крупным источником тяжелой воды был электрохимический завод, построенный на крутом 500-метровом гранитном утесе у мощного водопада в Веморке, расположенного рядом с городом Рьюкан на юге Норвегии, километрах в ста пятидесяти к западу от Осло. Норвежская гидроэлектрическая азотная компания (Norsk Hydro-Elektrisk Kvaelstofaktieselskab или, сокращенно, Norsk Hydro) производила эту редкую жидкость в качестве побочного продукта электролиза водорода для получения синтетического аммиака ...
Тяжелая вода интересовала и французов, о чем Жолио сообщил министру вооружений Франции Раулю Дотри. Когда Дотри услышал о попытках немцев скупить запасы Norsk Hydro, он решил, что вода должна достаться Франции. Контрольный пакет акций норвежской компании принадлежал французскому банку Banque de Paris et des Pays Bas[1466], а один из бывших служащих этого банка, Жак Алье, служил теперь в министерстве Дотри в чине лейтенанта.
20 февраля Дотри проинструктировал лысеющего, очкастого Алье в присутствии Жолио: министр хотел, чтобы лейтенант возглавил группу французских тайных агентов, которая отправлялась в Норвегию за тяжелой водой. В начале марта Алье пробрался в Осло под вымышленным именем и встретился с генеральным директором Norsk Hydro. Французский офицер был готов заплатить за тяжелую воду до полутора миллионов крон и даже оставить половину ее немцам, но, как только норвежец узнал, каким военным целям может послужить это вещество, он предложил выдать все свои запасы и отказался от платы.
Вскоре после этого, темной ночью, воду, разлитую в двадцать шесть канистр, вывезли из Веморка на автомобиле. Из Осло группа Алье отправила ее по воздуху в Эдинбург – германские истребители принудили к посадке для досмотра самолет, в который, как считали немцы, сел при первой погрузке Алье, но он оказался частью отвлекающего маневра, – откуда ее перевезли по железной дороге и паромом через Ла-Манш в Париж, где Жолио в течение всей зимы и весны «странной войны» готовился использовать ее в экспериментах с однородными и разнородными оксидами урана.
Вирусный флигель был закончен в октябре. Помимо лаборатории в нем находилась специальная выложенная кирпичом яма двухметровой глубины, аналогичная резервуару с водой, который Ферми использовал для исследования размножения нейтронов. К декабрю Гейзенберг и фон Вайцзеккер были готовы провести первые эксперименты. Наполнив яму водой, служившей одновременно отражателем и защитой от излучения, они опустили в нее большой алюминиевый контейнер, заполненный перемежающимися слоями оксида урана и парафина.
Радиево-бериллиевый источник, установленный в центре контейнера, испускал нейтроны, но германским физикам не удалось обнаружить никакого размножения нейтронов. Этот эксперимент подтвердил то, что уже продемонстрировали Ферми и Сцилард: обычный водород, будь то в воде или в парафине, в сочетании с природным ураном не поддерживает цепную реакцию. После осознания этого обстоятельства у германского проекта остались два возможных замедляющих материала – графит и тяжелая вода.
Одно ошибочное измерение, полученное в январе, уменьшило их число до единицы. Работавший в Гейдельберге Вальтер Боте, выдающийся экспериментатор, который впоследствии получил Нобелевскую премию совместно с Максом Борном, измерил сечение поглощения в углероде, использовав для этого метровый шар из высококачественного графита, погруженный в резервуар с водой. Он получил сечение, равное 6,4 · 10–27 см2, то есть более чем вдвое превышающее результат Ферми, и заключил, что графит, как и обычная вода, поглощает слишком много нейтронов и непригоден для поддержания цепной реакции в природном уране. Фон Хальбан и Коварский, работавшие теперь в Кембридже и поддерживающие связь с комитетом MAUD, также получили завышенную оценку сечения поглощения в углероде – вероятно, в обоих экспериментах использовался графит, загрязненный поглощающими нейтроны веществами, такими как бор, – но их результаты впоследствии сравнили с результатами Ферми. Боте такой проверки провести не мог.
И случилось это как раз вовремя, так что немецкие исследователи отказались от дальнейшей работы с дешевым и действенным замедлителем. Измерения Боте положили конец экспериментам с графитом в Германии. Ничто в документальных свидетельствах не говорит о том, что завышенная оценка была получена преднамеренно, но стоит отметить, что в 1933 году Боте, которому покровительствовал Макс Планк, не получил места директора Физического института Гейдельбергского университета из-за своей антинацистской политической позиции.
Нацисты значительно усилили охрану Веморка, что делало невозможным новый десантный рейд. Британские и американские представители обсудили эту проблему в Вашингтоне, и Джордж Маршалл дал разрешение на точечную бомбардировку. Перед рассветом 16 ноября бомбардировщики Б-17 8-й воздушной армии ВВС США поднялись со своих баз в Британии и полетели на северо-восток. Чтобы минимизировать число жертв среди норвежцев, бомбежка была назначена на время обеденного перерыва на предприятии Norsk Hydro, между 11:30 утра и полуднем. С аэродромов ПВО на западе Норвегии не взлетело ни одного германского истребителя, и самолеты кружили над Северным морем, ожидая времени, назначенного для проникновения на территорию Скандинавского полуострова. Этим они привлекли внимание германской зенитной артиллерии, которой удалось подбить небольшое число бомбардировщиков, когда они пересекали береговую линию. До Веморка долетели сто сорок самолетов, сбросивших более семисот 230-килограммовых бомб. Ни одна из них не попала точно в цель, но четыре бомбы разрушили электростанцию, а еще две повредили станцию электролиза, снабжавшую водородом установку повышения концентрации, что практически вывело последнюю из строя.
Абрахам Эзау из Имперского совета по научным исследованиям решил заново построить установку в Германии. Для ускорения ее строительства совет планировал разобрать установку в Веморке и перевезти ее на территорию рейха. Норвежские подпольщики сообщили об этом решении в Лондон. Андерсона беспокоила не столько сама установка – Германия могла выделить на обеспечение ее работы лишь ограниченное количество электроэнергии, производимой на гидроэлектростанциях, – сколько тяжелая вода, остававшаяся в ее каскаде. Британская разведка просила норвежцев продолжать наблюдение.
9 февраля 1944 года подпольная коротковолновая радиостанция передала из окрестностей Рьюкана, что через неделю или две тяжелая вода будет отправлена в Германию под охраной: времени оставалось слишком мало, чтобы подготовить и высадить диверсионную группу. Кнут Хаукелид, проведший последний год на местности за подготовкой будущих военных операций, был единственным обученным десантником в этом районе, если не считать радиста. Ему предстояло уничтожить запасы тяжелой воды в одиночку, с помощью тех непрофессионалов, которых ему удалось бы привлечь к этому делу. Ночью Хаукелид пробрался в Рьюкан и тайно встретился там с главным инженером Веморка Альфом Ларсеном. Ларсен согласился ему помочь, и они обсудили возможные варианты операции. Тяжелую воду, степень обогащения которой составляла от 1,1 до 97,6 %, должны были перевозить в тридцати девяти бочках с маркировкой «Калийный щелок». «Нападение на Веморк в одиночку, – пишет Хаукелид, – я считал невозможным…
Поэтому единственной осуществимой возможностью было попытаться тем или иным образом атаковать во время перевозки». Они с Ларсеном и присоединившимся к ним позже транспортным инженером из Веморка рассмотрели различные этапы транспортировки. Бочки с водой должны были перевезти по железной дороге из Рьюкана до верхнего конца озера Тинншё. Там вагоны предполагалось закатить на железнодорожный паром, который перевезет их по озеру; после этого они должны были отправиться, снова по железной дороге, в порт для погрузки на судно и отправки в Германию. Взрывать поезд было бы делом трудным и кровопролитным, так как он должен был быть битком набит норвежскими пассажирами.
В конце концов Хаукелид решил попытаться потопить паром, на котором тоже должны были быть пассажиры, в озере 400-метровой глубины. Транспортный инженер согласился назначить отправку тяжелой воды на утро воскресенья, когда на пароме обычно бывало меньше народу. Нападение на корабль почти наверняка означало гибель некоторых из германских охранников груза, что вызвало бы жестокое возмездие в отношении норвежского населения окрестностей озера Тинншё. Хаукелид обратился по радио в Лондон за разрешением на операцию, подчеркнув, что местные инженеры не уверены, сто?ит ли ее результат таких репрессий...
Паром «Гидро» был похож на плоскую баржу с двумя дымовыми трубами, расположенными с двух сторон похожей на ящик надстройки. Он достиг самой глубокой части озера приблизительно через тридцать минут после выхода из порта, а еще через двадцать минут дошел до мелководья. «Поэтому в нашем распоряжении было двадцать минут, в течение которых должен был произойти взрыв»[2193]. Даже при наличии такого щедрого запаса времени Хаукелиду нужно было нечто лучшее, чем простой часовой механизм: ему нужны были электрические детонаторы и часы. Ночью он пришел к владельцу магазина строительных товаров в Рьюкане, но тот отнесся к нему подозрительно и детонаторов не дал. Одному из местных жителей повезло в этом смысле больше.
Вышедший на пенсию ремонтник завода Norsk Hydro пожертвовал один будильник; Альф Ларсен предоставил еще один, запасной. Хаукелид переделал будильники так, чтобы их молоточки ударяли не по чашке звонка, а по контактной пластине, замыкая электрический контур с питанием от батареи, в результате чего должны были сработать детонаторы. За несколько месяцев до этого британцы сбросили норвежским десантникам партию припасов, в которой были и шашки пластиковой взрывчатки. Хаукелид связал эти короткие и толстые шашки в кольцо, чтобы прорезать в дне парома отверстие.
«Поскольку Тинншё – озеро узкое, нужно было, чтобы паром затонул менее чем за пять минут, иначе его можно было бы выбросить на берег. Я… потратил много часов на расчеты размеров отверстия, которое обеспечило бы достаточно быстрое затопление парома»
Вооружившись автоматами «стен», пистолетами и ручными гранатами, мы прокрались… к парому. Ночь была морозной, и все скрипело и хрустело; лед, которым была покрыта дорога, ломался под нашими ногами с громким треском. Когда мы вышли на мост у паромного причала, шуму был столько, как будто там маршировала целая рота. Рольфу и другому человеку из Рьюкана было поручено прикрывать меня, пока я ходил на разведку на паром. Там все было тихо. Неужели немцы не позаботились об охране самого слабого звена всей своей транспортной цепочки? Услышав голоса, раздающиеся из жилых отсеков на носу, я прокрался по трапу и стал слушать. Судя по всему, там шла вечеринка и игра в покер. Два моих спутника присоединились ко мне на палубе парома. Мы спустились к каютам третьего класса и нашли люк, ведущий в трюм. Но прежде, чем мы успели открыть люк, мы услышали шаги и спрятались за первым попавшимся столом или стулом. В дверях стоял вахтенный матрос парома. Хаукелид быстро нашелся. «Положение было неловким, но не опасным». Он сказал вахтенному, что они скрываются от гестапо и ищут, где бы спрятаться. Вахтенный тут же показал нам люк в палубе и сказал, что они не раз перевозили в своих рейсах всякую контрабанду.
Человек из Рьюкана оказался неоценимо полезным. Он все говорил и говорил с вахтенным, пока мы с Рольфом забросили свои мешки под палубу и приступили к работе. Работа была нервной и заняла много времени. Хаукелид и Сёрли стояли на днище корабля, по колено в холодной воде. Им нужно было примотать два часовых механизма к стальным балкам, скрепляющим корпус парома, подключить к ним четыре электрических детонатора, присоединить к кольцам пластиковой взрывчатки скоростные запалы, разложить взрывчатку по плитам обшивки днища и только потом, чрезвычайно осторожно, подсоединить батареи к детонаторам и детонаторы к запалам. «Заряд был положен в воду и замаскирован. Он состоял из восьми с половиной килограммов бризантной взрывчатки, разложенной в форме кольца колбасы. Мы установили его на носу, чтобы, когда в трюм начнет поступать вода, руль и гребной винт поднялись над поверхностью [и корабль нельзя было отвести в более мелкое место]… При взрыве заряда из борта корабля должно было вырвать кусок площадью около квадратного метра».
Длина окружности кольца составляла около трех с половиной метров. Сёрли поднялся на палубу. Хаукелид установил будильники на 10:45 утра. «Последнее соединение было самым опасным; будильник – прибор ненадежный, и зазор между молоточком и чашкой звонка был не больше сантиметра. То есть от катастрофы нас отделял всего сантиметр». Однако все получилось, и к четырем утра он закончил свою работу.
К тому времени человек из Рьюкана убедил вахтенного, что беженцам, которых он укрывает, нужно вернуться в Рьюкан за своими пожитками. Хаукелид подумал, не следует ли предупредить их благодетеля, но решил, что это было бы опасно для успеха операции, и только поблагодарил его и пожал ему руку. В десяти минутах езды от паромной станции Хаукелид и Ларсен вышли из машины, встали на лыжи и отправились за 60 километров вокруг озера в Конгсберг, где они должны были сесть на поезд, бывший первым этапом их бегства в Швецию. Сёрли доставил на подпольную радиостанцию отчет для передачи в Лондон. Шофер вернул украденную машину, после чего они с человеком из Рьюкана разошлись по домам.
По совету Хаукелида транспортный инженер Norsk Hydro обеспечил себе неоспоримое алиби: в эти выходные врачи местной больницы, не задавая лишних вопросов, удалили ему аппендикс. Паром «Гидро» отошел по расписанию; на его борту было 53 человека, в том числе и скрипач. Через 45 минут хода пластиковая взрывчатка Хаукелида пробила дыру в корпусе судна. Капитан не столько услышал, сколько почувствовал взрыв; хотя озеро Тинншё не имеет выхода к морю, он подумал, что в паром попала торпеда.
Как и рассчитывал Хаукелид, первым под воду ушел нос; пока пассажиры и команда пытались спустить на воду спасательные шлюпки, товарные вагоны с тридцатью девятью бочками – в них было 613 литров тяжелой воды в смеси с 3000 литрами шлака – разорвали свои крепления, выкатились за борт и камнем пошли на дно. 26 человек из числа пассажиров и команды утонули. Скрипач благополучно сел в спасательную шлюпку; когда мимо проплывал футляр с его скрипкой, какая-то добрая душа выловила его из воды и вернула владельцу.
... на залитой ярким солнцем, окруженной соснами столовой горе, курил свою трубку Роберт Оппенгеймер; его коротко остриженную на военный манер голову прикрывала шляпа «порк-пай»: «Добро пожаловать в Лос-Аламос, а вы, черт побери, кто такие?»
Они были ударным отрядом Черчилля. Вначале бомба принадлежала им не в меньшей степени, чем кому-либо другому, но их внимания требовали более насущные задачи, и теперь они стали посланцами, которые должны были помочь в ее создании и привезти ее обратно. Америка делилась бомбой с другим суверенным государством. Черчилль договорился о возобновлении сотрудничества в этой области на квебекской встрече в августе: Мы согласны, что: во-первых, мы никогда не будем применять это средство друг против друга. во-вторых, мы не будем применять его против третьих сторон без согласия друг друга. в-третьих, никто из нас не будет передавать третьим сторонам какой бы то ни было информации о трубных сплавах без обоюдного согласия.
Затем приехали Нильс Бор и его сын Оге, получившие должности, соответственно, консультанта Управления трубных сплавов и младшего научного сотрудника; их жалованье платила британская сторона. Сотрудники службы безопасности Гровса встретили отца с сыном в порту, присвоили им вымышленные имена – Николас и Джеймс Бейкер – и под большим секретом отвезли их в гостиницу, где обнаружилось, что на чемоданах датского лауреата напечатано жирными черными буквами «Нильс Бор».
В Лос-Аламосе тепло встреченные Николас и Джеймс Бейкеры превратились в дядюшку Ника и Джима. Первым делом нужно было разобраться с чертежом реактора на тяжелой воде Гейзенберга, с которым Бор уже ознакомил Гровса.
В последний день 1943 года Оппенгеймер созвал совещание специалистов, чтобы установить, смогут ли они найти какую-либо новую причину полагать, что реактор можно использовать в качестве оружия. «На чертеже явно был изображен реактор, – вспоминал Бете после войны, – но, увидев его, мы решили, что эти немцы совсем спятили – они что, собираются сбросить реактор на Лондон?» Гейзенберг не задавался такой целью, но Бор хотел знать наверняка. Бете и Теллер подготовили логически последовательный отчет под названием «Взрыв неоднородного реактора на уране и тяжелой воде» (Explosion of an inhomogeneous uranium-heavy water pile). Его вывод гласил, что такой взрыв «приведет к высвобождению энергии, вероятно, меньшей и гарантированно не большей, чем энергия, получаемая при взрыве равной массы ТНТ».
Если физики поняли из чертежа Гейзенберга хоть что-нибудь, они должны были понять, что немцы сильно отстали; на нем были изображены урановые листы, а не стержни – в течение некоторого времени Гейзенберг продолжал цепляться за эту конструкцию, хотя его коллеги уже доказывали преимущества трехмерной решетки. Сэмюэл Гаудсмит, переехавший в Америку голландский физик, которому вскоре предстояло возглавить разведывательную операцию Манхэттенского проекта на линии фронта в Германии, вспоминает более изощренный вывод: «Как мы думали в то время, это означало лишь, что им удалось утаить свои истинные намерения даже от такого умудренного ученого, как Бор».
Оппенгеймер оценил благотворное воздействие присутствия Бора. «Бор в Лос-Аламосе был прекрасен, – говорил он, выступая после войны перед учеными. – Его очень живо интересовали технические аспекты… Но главная его функция, я думаю, почти для всех нас была не технической». В этом месте два текста его послевоенной лекции расходятся; оба варианта иллюстрируют воспоминания Оппенгеймера о его настроении в 1944 году. В неотредактированном конспекте выступления он говорит, что благодаря Бору «предприятие, выглядевшее столь мрачным, стало казаться обнадеживающим»[2228]. После редактуры эта фраза изменилась: «Благодаря ему это предприятие стало казаться обнадеживающим, когда у многих возникали дурные предчувствия»[2229]. Оппенгеймеру – и даже самому Бору – было трудно объяснить, как Бор этого добился.
Лос-Аламос расположен в сухой возвышенной местности в окружении сосновых лесов, и всех тревожила возможность пожаров. Однажды ночью в начале 1945 года загорелась главная механическая мастерская Технической площадки; как вспоминает Элеонор Джетт, она видела, как ее муж Эрик, руководитель группы восстановления металлов Химико-металлургического отдела, стоял вместе с Оппенгеймером и военным комендантом Холма на пожарной лестнице административного корпуса, мрачно наблюдая за работой пожарных.
«Господи, – услышала она чьи-то слова, – хорошо еще, что это не корпус D. Там активности на семь миллионов долларов. Каждый раз, как здание становится слишком горячим для работы, они добавляют еще один слой краски». Ее муж работал именно в корпусе D; она не знала, что он работает с плутонием, но понимала, что «горячее» означает «радиоактивное». «Черт возьми, – сказал ей муж, когда она спросила его об этом, – не переживай. Мы работаем фантастически осторожно».
Пожар в зоне работы с плутонием стал бы серьезной катастрофой; после пожара в механической мастерской Гровс приказал построить огнеупорный плутониевый цех со стальными стенами и стальной крышей, а также системами фильтрации воздуха – как входящего, так и исходящего. Роберт Оппенгеймер руководил всей этой деятельностью с не вызывающей сомнений компетентностью и кажущимся самообладанием, на которые почти все в конце концов привыкли полагаться.
«Оппенгеймер был, вероятно, лучшим директором, какого мне приходилось видеть, – повторяет Теллер, – благодаря замечательной гибкости его ума, благодаря его успешному стремлению знать практически обо всех важных изобретениях, появляющихся в лаборатории, а также благодаря его необычайному психологическому пониманию людей, исключительно редкому среди физиков».
«Он знал и понимал все, что происходило в лаборатории, – соглашается с ним Бете, – будь то в области химии, теоретической физики или работы механической мастерской. Ему удавалось все помнить и все координировать. Кроме того, в Лос-Аламосе ясно ощущалось его интеллектуальное превосходство над нами»
Оппенгеймер не сомневался, что его до какой-то степени будут помнить и винить в том, что он возглавил предприятие, впервые в истории давшее человечеству средства самоуничтожения. Он лелеял еще одну искупающую мысль – знание, что та страшная задача, решать которую заставит бомба, имеет два решения, два исхода, один из которых трансцендентен. Понимание этого по меньшей мере оправдывало работу в Лос-Аламосе, а работа, в свою очередь, помогала залечить разрыв между самосознанием и чрезмерно мучившими его угрызениями совести.
Он уже давно осознал возможность такого исцеления и прямо говорил о нем в послании о дисциплине, которое написал своему брату Фрэнку в 1932 году. Оно завершалось следующим наставлением в духе апостола Павла: «Поэтому я полагаю, что все то, что порождает дисциплину, – учебу и наши обязанности перед людьми и обществом, войну и личные невзгоды, даже нехватку средств к существованию – мы должны принимать с глубокой благодарностью, ибо только через них мы сможем достичь хоть какой бы то ни было отрешенности, и только так мы можем познать умиротворение».
В Лос-Аламосе он, хотя бы на время, нашел такую отрешенность в обязанностях перед людьми и обществом, которые, как учил его Бор, можно было считать благородными, а не смертоносными. Оппенгеймер был не первым человеком, нашедшим себя в войне.
Исследования отдела артиллерии уже продвинулись далеко вперед. «Первой задачей, – вспоминает Эдвин Макмиллан, – было создание испытательного стенда, на котором можно было бы проводить эксперименты. Нужно было обустроить позицию для орудия, установить орудие и сделать песчаный мишенный вал, то есть попросту большой ящик с песком, в который попадали снаряды, чтобы потом можно было найти их фрагменты, а также чтобы не попасть в кого-нибудь, кто мог оказаться рядом».
Они выбрали в качестве своего полигона бывшее ранчо Анкор, расположенное в пяти километрах к юго-западу от столовой горы и выкупленное военными вместе с остальной территорией; первый выстрел был произведен 17 сентября 1943 года. До марта следующего года группа использовала трехдюймовую корабельную зенитную пушку, на которую устанавливали стволы без нарезки. На ней они испытывали различные варианты боезаряда (в конце концов был выбран кордит), а также масштабные модели снарядов и мишеней.
Зная, что критическая сборка должна быть получена с использованием урановой пули, они решили, что пуля должна не соударяться с мишенью из активного материала, а свободно пролетать сквозь нее; она все равно должна была испариться через несколько микросекунд после попадания объекта сферической конфигурации. Плутониевая пушка, дульная скорость которой должна была составлять почти недостижимую величину, более 900 метров в секунду, с самого начала казалась делом ненадежным.
Этой осенью, когда фон Нейман распропагандировал преимущества имплозии, Управляющий совет предоставил этому новаторскому подходу сильную поддержку. Однако всю осень и первую часть зимы 1943 года эксперименты Неддермейера продвигались очень медленно. Он взял в свою группу еще несколько человек. Он продолжал методично работать с металлическими цилиндрами, на которые прикреплялись твердые бруски взрывчатки. Установив несколько симметрично расположенных на этой оболочке детонаторов, он мог добиться одновременного запуска имплозии в нескольких точках взрывчатой оболочки.
Ударная волна, напоминающая формой расширяющийся пузырь, распространялась от точки детонации внутрь, к металлическому цилиндру; варьируя расстояния между детонаторами и толщину взрывчатки, Неддермейер надеялся найти такую конфигурацию, в которой множественные выпуклые ударные волны образовывали бы единый, гладкий сжимающий фронт цилиндрической формы. Того же он пытался добиться и с металлическими шариками, служившими масштабной моделью активного материала будущей бомбы.
Однако «первые успешные моментальные фотографии цилиндров, сжимаемых взрывной имплозией, – отмечается в технической истории Лос-Аламоса, – показали наличие… очень серьезных нарушений симметрии в виде струй, распространяющихся впереди основной массы. Было предложено несколько вариантов интерпретации этих струй, в том числе и предположение, что они представляют собой оптическую иллюзию». Однако они были реальны, даже слишком. «Совершенно ужасные результаты», – говорит Ханс Бете.
... один из членов только что прибывшей британской делегации высказал предложение, которое полностью окупило приезд его группы. Оксфордский физик Джеймс Л. Так, высокий, вечно взъерошенный протеже Черуэлла, разрабатывал в Англии кумулятивные бронебойные снаряды. Кумулятивный заряд представляет собой заряд взрывчатого вещества, которому придают такую форму – обычно коническую с полостью внутри, наподобие пустого рожка для мороженого, – что его ударная волна, которая обычно бывает расходящейся в форме раздувающегося пузыря, сходится в высокоскоростную струю. Такая мощная струя может пробить толстую танковую броню и уничтожить экипаж, находящийся внутри танка.
Незадолго до этого теоретические работы показали, что расходящиеся ударные волны, создаваемые множественными детонаторами в экспериментах Неддермейера, сталкиваясь, усиливают друг друга и создают точки высокого давления; в свою очередь, такие узлы давления порождают струи и другие возмущения, которые нарушают эффект имплозии. Вполне разумно, предложил лаборатории Джеймс Так, не продолжать попытки сглаживания набора сталкивающихся друг с другом ударных волн, а попытаться разработать такое расположение взрывчатки, при котором с самого начала будет возникать сходящаяся волна, что придаст ударной волне форму, необходимую для сжатия. Такие заряды называли взрывными линзами по аналогии с линзами оптическими, фокусирующими свет подобным же образом. Никто не хотел возиться с такой сложной задачей на столь позднем этапе войны.
Новую информацию по этому вопросу предоставил британский гидродинамик Джеффри Тейлор, приехавший в мае. Он занимался раньше эффектом, который назвали неустойчивостью Рэлея – Тейлора, то есть областями нестабильности, которые образуются на границах между разными материалами. Он дал математическое доказательство того, что при столкновении движущегося с ускорением тяжелого материала с материалом более легким граница между ними остается устойчивой. Но при столкновении движущегося с ускорением легкого материала с материалом более тяжелым граница между ними становится неустойчивой и турбулентной, в результате чего эти два материала перемешиваются чрезвычайно труднопредсказуемым образом. Взрывчатка была материалом, легким по сравнению с отражающей оболочкой. Все рассматриваемые материалы отражающей оболочки, кроме урана, были значительно легче плутония.
Неустойчивость Рэлея – Тейлора создавала трудности для конструкторов. Кроме того, она затрудняла предсказание мощности будущей бомбы. По мере того как из результатов вычислений на машинах IBM прояснялось поведение ударных волн, у физиков появились серьезные сомнения в том, что от однородной взрывчатой оболочки вообще можно добиться симметричного взрыва. Какими бы сложными ни были взрывчатые линзы, они, по-видимому, были единственным средством получения имплозии. Фон Нейман взялся за их проектирование.
«Нужно предположить, что скорость детонационной волны в химической взрывчатке можно регулировать с очень высокой точностью, – объясняет Кистяковский, – так, чтобы после создания волны в определенных точках при помощи детонаторов можно было точно предсказать, где она окажется в тот или иной момент. Тогда можно проектировать заряд».
Вскоре стало ясно, что скорость сходящихся ударных волн от нескольких взрывных линз, окружающих активный материал бомбы, должна различаться не более чем на пять процентов. Именно из этого предела фон Нейман исходил в проектировании, а Кистяковский, Неддермейер и их сотрудники – в практическом осуществлении.
Как вспоминает Улам, Теллер грозил уйти. Чтобы проект не потерял его, в дело вмешался Оппенгеймер. Он поддержал переключение Теллера на работу над супербомбой – именно такая поддержка, как писал Теллер в 1955 году, возможно не вполне искренне, была ему нужна, чтобы отвлечься от работы над сиюминутными задачами ...
Теллер ушел из теоретического отдела. Его место занял Рудольф Пайерлс. Оппенгеймер договорился еженедельно встречаться с Теллером для часовых разговоров на свободную тему. В условиях лаборатории, сверхурочно работавшей шесть дней в неделю, чтобы успеть создать бомбу до конца войны, это было поразительным послаблением. Вполне вероятно, Оппенгеймер считал, что творческая оригинальность Теллера того стоит. Кроме того, он учитывал чрезвычайную обидчивость Теллера.
Построенный в Ок-Ридже опытный реактор с воздушным охлаждением достиг критического состояния в пять часов утра 4 ноября 1944 года. Загрузочные бригады, которые поняли этой ночью, что приближаются к критическому уровню быстрее, чем предполагалось, с удовольствием подняли с постели Артура Комптона и Энрико Ферми, ночевавших в гостинице Ок-Риджа, чтобы они смогли присутствовать при этом событии. Реактор, получивший обозначение Х-10, представлял собой графитовый куб с длиной ребра 7,3 метра. В нем были просверлены 1248 каналов, в которые можно было загружать покрытые оболочкой урановые тепловыделяющие элементы; огромные вентиляторы задували в те же каналы охлаждающий воздух. Для загрузки урана каналы были проведены сквозь двухметровую толщу бетона высокой плотности, которая образовывала переднюю стенку реактора; с противоположной стороны они выходили к подземному бассейну, похожему на бассейны, спроектированные для Хэнфорда: облученные элементы можно было выталкивать в бассейн и выдерживать в нем до потери наиболее интенсивной краткосрочной радиоактивности. Затем химики обрабатывали эти элементы на опытной сепарационной установке с дистанционным управлением, используя химические процессы разделения изотопов, которые Гленн Сиборг и его коллеги разработали в Чикаго на ультрамикрохимическом масштабе. В конце ноября, за несколько дней до того, как Комптон переехал в Ок-Ридж, чтобы руководить эксплуатацией Х-10, из реактора выгрузили первые пять тонн облученного урана. Химическое разделение началось в следующем месяце.
К лету 1944 года в Лос-Аламос начали поступать партии нитрата плутония, содержащие по нескольку граммов плутония. Этот рукотворный элемент быстро и многократно использовался в обширной экспериментальной программе изучения его доселе неизвестных химических и металлургических свойств – к концу лета было проведено более двух тысяч отдельных экспериментов. Однако тем же летом разработка плутониевой бомбы чуть было не закончилась провалом, и связано это было не с химией или металлургией, а с физикой. Более чем за год до того Гленн Сиборг предупреждал, что при облучении урана может образовываться не только нужный 239Pu, но и другой изотоп плутония, 240Pu. Предполагалось, что 240Pu, изотоп с четным числом нуклонов, может быть гораздо более склонен к спонтанному делению, чем 239Pu.
В образцах плутония, которые Эмилио Сегре изучал в своей уединенной бревенчатой лаборатории, уровень спонтанного деления был приемлемым. Эти образцы были получены из урана на одном из циклотронов Калифорнийского университета в Беркли. Для получения 239Pu из 238U требуется один нейтрон, а для образования 240Pu – два; урановые элементы, жарящиеся в реакторе Х-10, подвергались бомбардировке гораздо большим числом нейтронов, чем мог произвести циклотрон. Когда Сегре измерил интенсивность спонтанного деления плутония из Х-10, она оказалась гораздо выше, чем в образцах из Беркли.
В плутонии из Хэнфорда, который должен был подвергаться воздействию еще более интенсивного нейтронного потока, эта величина должна была быть еще выше. С одной стороны, это означало, что в чрезмерно тщательной очистке плутония от вкраплений более легких элементов нет необходимости. Но это же предвещало катастрофу. Для получения критической массы такого материала нельзя было использовать пушечную конструкцию: даже при сближении плутониевой пули и плутониевой мишени со скоростью 900 метров в секунду они должны были расплавиться и затухнуть еще до соединения этих двух частей.
11 июля Оппенгеймер сообщил об этом Конанту. Шесть дней спустя они встретились в Чикаго с Комптоном, Гровсом, Николсом и Ферми, а на следующий день Оппенгеймер отправил Гровсу письменное изложение тех выводов, к которым они пришли. По-видимому, изотоп 240Pu был долгоживущим, а поскольку речь шла о двух изотопах одного и того же химического элемента, удалить его химическими методами было невозможно. Возможность электромагнитного отделения 239Pu от 240Pu они даже не рассматривали. В случае изотопов, различающихся всего на одну массовую единицу, и к тому же чрезвычайно токсичных, это потребовало бы такой гигантской работы, по сравнению с которой огромное калютронное производство в Ок-Ридже показалось бы ничтожно мелким. Такую работу никак нельзя было завершить до конца войны.
«Кажется целесообразным, – писал в заключение своего письма Оппенгеймер, – прекратить интенсивную работу по получению плутония более высокой чистоты и сосредоточиться на методах сборки, успешная работа которых не требует низкого нейтронного фона. В настоящее время методом, которому должен быть присвоен наивысший приоритет, является метод имплозии». Это вынужденное решение было болезненным, как явно видно из технической истории Лос-Аламоса: «Единственной надеждой оставалась имплозия, и, по имевшимся данным, эта надежда была не очень основательной». Эта проблема настолько сильно мучила Оппенгеймера, что он даже подумывал отказаться от должности директора.
В 1941 году Филипп Абельсон, тот самый молодой физик из Беркли, к которому Луис Альварес прибежал в 1939 году прямо из парикмахерской с сообщением об открытии деления ядра, перешел в Исследовательскую лабораторию ВМФ на работу над обогащением урана для нужд флота. За прошедшие с тех пор годы он добился значительных успехов независимо от Манхэттенского проекта. Флот хотел использовать ядерную энергию в двигателях подводных лодок, чтобы увеличить дальность их действия вообще и хода в подводном положении в частности. Однако реактор такого типа, как строил Ферми, был бы слишком громоздким; «стало вполне очевидно, – вспоминает Абельсон, – что реактор на природном уране должен быть размером с сарай».
Более высокое отношение содержания 235U к содержанию 238U позволило бы сделать реактор более компактным; при достаточном обогащении он мог бы быть таким маленьким, что его можно было бы разместить в корпусе подводной лодки, на том месте, которое отводилось до этого под дизельный двигатель, батареи и топливо. Процессы обогащения и разделения преследуют разные цели, но используют одни и те же технологии. Абельсон начал свою работу с рассмотрения уже полученных данных по этим технологиям. Барьерную газовую диффузию изучали в это время в Колумбийском университете, электромагнитное разделение – в Беркли, а разделение центрифугированием – в Университете штата Виргиния.
Абельсон решил испытать методику, изобретенную до войны в Германии, – жидкостную термодиффузию (Отто Фриш некогда безуспешно экспериментировал в Бирмингеме со схожим процессом, газовой термодиффузией, используя для этого стеклянные трубки). Термодиффузия основана на стремлении более легких изотопов смещаться в более горячую область, в то время как изотопы более тяжелые смещаются в область более холодную. Такая диффузия может быть осуществлена в весьма простом устройстве: нужно установить горячую трубку внутрь холодной и обеспечить течение жидкого гексафторида урана между стенками этих двух трубок. Диффузия будет более или менее интенсивной в зависимости от разности температур и расстояния между трубками. При этом нагревание и охлаждение гексафторида создают конвекционное течение, направленное вверх по стенке горячей трубки и вниз по стенке холодной. Это течение смещает жидкость, обогащенную 235U, в верхнюю часть колонки, откуда ее можно вывести наружу. Для большего обогащения можно установить несколько колонок, последовательно соединенных друг с другом и образующих каскад, похожий на каскад барьерных камер, который предполагалось использовать в установке К-25.
Первым техническим усовершенствованием, которое Абельсон разработал в 1941 году, был сравнительно дешевый способ производства гексафторида урана. Именно он переработал первые несколько сот килограммов гексафторида, произведенные в Соединенных Штатах. Армия заключила с ним договор о предоставлении этой запатентованной технологии для применения в Ок-Ридже за символическую плату в один доллар. Этого доллара Абельсон так и не получил.
Опытные термодиффузионные колонки, которые Абельсон соорудил в Исследовательской лаборатории ВМФ в 1941 и 1942 годах, имели высоту 11 метров, и каждая из них состояла из трех вставленных друг в друга трубок. В горячую внутреннюю трубку диаметром около 3 сантиметров поступал под высоким давлением пар, нагретый приблизительно до 200 °C. Эту никелевую трубку окружала трубка медная, в которой находился жидкий гексафторид. Самым важным параметром была ширина зазора между двумя трубками, в котором тек гексафторид; она составляла всего лишь около двух с половиной миллиметров. Обе трубки были окружены десятисантиметровой трубой из оцинкованного железа, по которой текла охлаждающая гексафторид вода, нагретая до температуры около 55° – чуть выше точки плавления гексафторида. За исключением насосов, нагнетавших воду, в установке не было никаких движущихся частей.
«Аппарат работал непрерывно, без каких бы то ни было остановок или поломок, – сообщал Абельсон в начале 1943 года в своем отчете для ВМФ. – Более того, различные температуры и рабочие параметры были настолько постоянными, что нормальная работа установки не требовала практически никакого вмешательства. В течение многих дней обслуживающий персонал не прикасался ни к каким органам управления». Чтобы остановить течение гексафторида из колонки, Абельсон просто опускал U-образную металлическую сливную трубку в кювету со смесью сухого льда и спирта: гексафторид замерзал и закупоривал трубку. Стоило разогреть трубку горелкой, и течение возобновлялось.
В ноябре 1943 года флот утвердил проект сооружения 300-колоночной установки Абельсона. Он стал искать достаточно мощные источники пара – для термодиффузии требуется гигантское количество пара, и в этом состояла одна из причин, по которым Манхэттенский проект не стал использовать эту технологию, – и нашел его в Котлотурбинной лаборатории на верфи ВМФ в Филадельфии. «Они испытывали крупноразмерные паровые котлы, предназначенные для кораблей, – говорит Абельсон. – У них были мощности для производства огромных количеств пара под давлением около семидесяти атмосфер и флотские служащие, работавшие на производстве этого пара круглосуточными вахтами». Неиспользуемого пара котлотурбинной лаборатории должно было хватить для 300-колоночной установки, но перед переходом на такой крупный масштаб Абельсон собирался проверить свою конструкцию, построив и запустив первые 100 колонок. Строительство установки началось в январе 1944 года; его окончание было намечено на июль.
К этому времени Абельсон узнал о Манхэттенском проекте несколько больше. Он знал, что барьеры, для производства которых был разобран и переоборудован завод Houdaille-Hershey, все еще не были доведены до требуемого качества, и поэтому газодиффузионная установка К-25 катастрофически отставала от графика. Он знал, что в Лос-Аламосе создана новая лаборатория, и директором ее стал Роберт Оппенгеймер. Он знал, что в Беркли никак не могут добиться исправной работы калютронов. Он понимал, что его термодиффузионный метод может спасти проект создания бомбы, и был настолько щедр и настолько обеспокоен исходом войны, что, несмотря на неоднократные прошлые отказы со стороны армии, предложил его использовать. Он предпочел не использовать те узкие официальные каналы, которые военные и УНИР организовали для ограничения потока информации. «Я хотел, чтобы Оппенгеймер узнал, чем мы занимаемся.
Один сотрудник Корабельного бюро знал одного человека из Артиллерийского бюро [ВМФ], который должен был ехать в Лос-Аламос. Насколько я помню, я встретился с ним на балконе старого вашингтонского театра “Уорнер” – все было очень романтично». Абельсон рассказал сотруднику Артбюро об установке, которую он строил. Он сказал, что к июлю собирается производить по 5 граммов в сутки материала, обогащенного до 5 процентов 235U.
Сотрудник Артбюро привез эту жизненно важную информацию в Лос-Аламос и передал ее Эдварду Теллеру. Теллер, в свою очередь, поделился ею с Оппенгеймером. По-видимому, Оппенгеймер сочинил тогда вместе с Диком Парсонсом, самым старшим по званию флотским офицером на Холме, легенду, объясняющую происхождение этих сведений: Парсонс якобы узнал о работе Абельсона, когда приезжал на филадельфийскую верфь.
Обеспечив таким образом прикрытие флота, 28 апреля Оппенгеймер поставил в известность Гровса. Оппенгеймер видел отчет Абельсона от 1943 года всего за несколько месяцев до этого, через год после его написания. Он не произвел на него большого впечатления. Как и его коллеги, Оппенгеймер рассматривал только те процессы, в которых природный уран можно было обогатить до уровня, пригодного для использования в бомбе, а термодиффузия не могла дать такого результата с достаточной эффективностью. Но теперь он понял, что метод Абельсона представляет собой ценное альтернативное решение, то самое, которое Абельсон предлагал в своем отчете для помощи в строительстве чикагского реактора: небольшое обогащение большого количества материала. Использование даже слегка обогащенного сырья в калютронах Ок-Риджа привело бы к сильному повышению их эффективности.
Таким образом, термодиффузионная установка могла бы, по меньшей мере временно, заменить нижние ступени установки К-25, сооружение которых застопорилось, и дополнять материалы, производимые калютронами «Альфа». Как рассчитал Оппенгеймер, установка Абельсона со 100 колонками, работающими параллельно, должна была производить в сутки по 12 килограммов урана, обогащенного до 1 %. «Д-р Оппенгеймер… внезапно сказал мне, что [допустил] ужасную научную оплошность, – сказал Гровс в своих послевоенных показаниях. – По-моему, он был прав. Это было одно из тех событий в ходе всей операции, о которых я сожалею больше всего. Мы не подумали о том, что [термодиффузия] может быть частью общего технологического процесса».
Руководители Манхэттенского проекта с самого начала считали, что разные методы разделения и обогащения подобны лошадям, состязающимся в скачках. Это не позволило им увидеть возможности совместного использования этих методов. Гровс частично прозрел, когда неполадки с барьерами привели к задержкам с запуском К-25; тогда он решил отказаться от верхних ступеней каскада К-25 и направлять материалы, полученные на нижних ступенях, на окончательное обогащение в калютронах «Бета». Поэтому он смог немедленно понять аналогичное предложение Оппенгеймера относительно термодиффузионной установки: «Я сразу же решил, что эту идею сто?ит исследовать»
У Гровса были более масштабные замыслы. Через несколько недель должна была вступить в строй электростанция номинальной мощностью 238 000 киловатт, построенная на площадке К-25 в Ок-Ридже, а установка К-25 не могла начать потреблять ее энергию раньше конца года. Электростанция была спроектирована для питания барьерных диффузионных аппаратов, но электричество она производила при помощи пара. До тех пор пока К-25 не потребуется электроэнергия, этот пар можно было использовать в термодиффузионной установке для обогащения урана, который поступал затем в калютроны «Альфа» и «Бета». Затем постоянную установку К-25 можно было бы вводить в работу постепенно, с таким же постепенным выводом из производственного процесса временной термодиффузионной установки. 12 июня 1944 года Комитет военной политики утвердил этот проект.
18 июня Гровс заключил с инженерной фирмой H. K. Ferguson контракт на сооружение рядом с электростанцией на реке Клинч 2100-колоночной термодиффузионной установки, причем на эту работу отводилось не более девяноста дней. Такие необычайно жесткие сроки не оставляли времени на проектирование. Компания Ferguson должна была собрать двадцать одну точную копию – Гровс называл их «китайскими подделками» – 100-колоночной установки, собранной Абельсоном на филадельфийской верфи. Генерал, наверное, оценил, насколько счастливым было его решение, в следующем месяце, когда узнал о плутониевом кризисе в Лос-Аламосе. Но термодиффузионная установка не обеспечила немедленного спасения Ок-Риджа.
Система имплозивных линз, разработанная фон Нейманом, состояла из блоков в форме усеченной пирамиды размером приблизительно с автомобильный аккумулятор. В сборке линзы образовывали сферу, внутрь которой были направлены их узкие концы. Каждая линза состояла из двух частей, изготовленных из разных взрывчатых веществ: толстого внешнего слоя, горящего с большей скоростью, и твердой вставки особой формы из медленно горящего материала, выходившей на поверхность блока, обращенную к активному материалу бомбы:
Быстро горящий внешний слой действовал на детонационную волну так же, как воздух, окружающий оптическую линзу, действует на свет. Медленно горящая вставка выполняла функции увеличительного стекла, направляя волну и изменяя ее форму. Детонатор воспламенял быстро горящую взрывчатку. В этом материале возникла сферическая детонационная волна. Однако когда вершина этой волны достигала вершины вставки, начиналось более медленное горение. Эта задержка позволяла подойти остальной части волны. Таким образом, достигнув вставки и проходя через нее, детонационная волна изменяла форму: из сферической волны, расходящейся из точки, она превращалась в сферическую волну, сходящуюся в точку, и ее форма соответствовала выпуклой кривизне сферической отражающей оболочки.
Прежде чем волна измененной формы достигала отражающей оболочки, она проходила сквозь второй слой сплошных блоков быстро горящей взрывчатки, что увеличивало ее мощность. После этого отражающая оболочка из тяжелого природного урана, которую ударная волна сжимала, проходя сквозь нее к плутониевому сердечнику, сглаживала оставшиеся мелкие возмущения этой волны. После войны Кистяковский извинялся, что программа исследований «слишком часто сводилась к догадкам и эмпирическим уловкам», так как до того этой областью почти никто не занимался.
Доводка отлитых взрывчатых зарядов методом механической обработки была самым впечатляющим из изобретений Кистяковского. Он хотел полностью формировать взрывчатые компоненты на станках для механической обработки из заранее отлитых сплошных блоков, но для конструирования и изготовления сложного оборудования с дистанционным управлением, которого требовала эта новаторская технология, не хватало времени. Ему пришлось удовольствоваться прецизионной отливкой с механической доводкой, а имевшиеся в его распоряжении станочники, число которых было ограничено, в основном занялись изготовлением отливочных форм. Формы доставляли ему «величайшие мучения», вспоминает он; изготовленные из взрывчатки компоненты бомбы представляли собой «что-то около сотни деталей, которые нужно было подогнать друг к другу так, чтобы они образовали шар, с точностью порядка нескольких тысячных сантиметра при общем размере в полтора метра. Поэтому формы нужно было сделать с чрезвычайно высокой точностью».
В конце концов оказалось, что темпы испытаний и окончательной готовности «Толстяка» определяет именно скорость изготовления форм. Но даже при наличии необходимых форм технология отливки взрывчатки была отнюдь не простой, и ее тоже приходилось осваивать методом проб и ошибок. В феврале 1945 года Кистяковский выбрал в качестве быстро горящего компонента линз «Толстяка» взрывчатое вещество под названием «состав В», а в качестве медленно горящего компонента – смесь «баратол», которую он заказал в одной из исследовательских лабораторий ВМФ. Состав В заливали в формы в виде горячей жидкой смеси воска, расплавленного тротила и неплавящегося кристаллического порошка гексогена, взрывчатая мощность которого на 40 % больше, чем у чистого тротила. Баратол представлял собой смесь жидкого тротила с нитратом бария, алюминиевым порошком, стеароксиуксусной кислотой и нитроцеллюлозой: Постепенно мы узнали, что эти отливки, весом по двадцать и более килограммов, нужно охлаждать строго определенным образом, иначе в их толще остаются пузырьки воздуха или происходит разделение твердых и жидких компонентов, а это полностью убивало имплозию. Поэтому процесс был медленным. Взрывчатку заливали в форму, а потом люди сидели над этой чертовой штукой, следя за ней, как будто яйцо высиживали, изменяя температуру воды, которая текла по всяким охлаждающим трубкам, встроенным в форму
«Каждый день, – говорит Кистяковский, – мы расходовали что-то около тонны высокомощной взрывчатки, разделенной на дюжину опытных зарядов». Общее число отливок, если считать только те из них, качество которых было достаточно высоким для использования, превысило в конечном счете 20 000. За 1944 и 1945 годы Отдел X выполнил более 50 000 крупных операций по механической обработке этих отливок без единого несчастного случая с непреднамеренным взрывом, что стало лучшим подтверждением правильности прецизионных методов Кистяковского. Измерения методом РаЛа, проведенные 7 февраля 1945 года, показали несомненное улучшение симметрии имплозии. 5 марта, после нескольких напряженных совещаний, Оппенгеймер утвердил конструкцию линз.
Небольшую по масштабам, но трудноразрешимую проблему создал запал, самый центральный миниатюрный компонент бомбы. Для запуска цепной реакции необходимо появление нескольких нейтронов.
Нейтронные источники были хорошо знакомым лабораторным оборудованием уже более десятилетия, с тех самых пор, когда Джеймс Чедвик впервые бомбардировал бериллий альфа-частицами, вылетающими из полония, и высвободил эту трудноуловимую незаряженную частицу.
Полоний обильно испускает альфа-частицы с энергией, достаточно высокой для выбивания нейтронов из бериллия, но дает очень мало гамма-излучения. Труднее всего при разработке запала было сконструировать достаточно интенсивный нейтронный источник, который испускал бы нейтроны только в тот конкретный момент, когда они нужны для запуска цепной реакции. В случае урановой пушки выполнить это требование было сравнительно легко, так как источник альфа-частиц и бериллий можно было разделить между пулей и мишенью из активного материала. Но в имплозивной бомбе такой удобной возможности разделения – и последующего соединения – не было. И полоний, и бериллий нужно было поместить в центр плутониевого сердечника «Толстяка», но они не должны были производить нейтронов до тех пор, пока сходящаяся ударная волна не сожмет плутоний до максимальной плотности. А тогда эти два материала должны были моментально объединиться.
Полоний, 84-й элемент периодической системы, – металл странный. В 1898 году Мария и Пьер Кюри вручную выделили его из урановой смолки после удаления из нее урана и тория; его содержание было чудовищно низким – несколько десятых миллиграмма на тонну руды. Они назвали его в честь Польши, родины Марии Кюри. По физическим и химическим свойствам полоний похож на висмут, следующий за ним элемент периодической системы, но первый металл мягче и испускает на единицу массы в пять тысяч раз больше альфа-частиц, чем радий. Поэтому ионизированный, возбужденный воздух вокруг образца чистого полония светится потусторонним голубым светом.
Изотоп 210Po, который и интересовал Лос-Аламос, распадается в свинец-206 с испусканием альфа-частицы и периодом полураспада 138,4 суток. Длина пробега альфа-частиц из 210Po составляет 38 миллиметров в воздухе, но всего несколько сотых миллиметра в твердых металлах; альфа-частицы теряют энергию, ионизируя атомы, с которыми они сталкиваются по пути, и в конце концов останавливаются. Это означало, что полоний, используемый в запале, можно было безопасно разместить между слоями металлической фольги. Вокруг фольги, в свою очередь, можно было расположить концентрические оболочки из легкого серебристого бериллия. Все это устройство в целом можно было сделать размером не больше лесного ореха.
210Po в количестве, дающем альфа-излучение, эквивалентное 32 граммам радия, тщательно смешанный с бериллием, производит около 95 миллионов нейтронов в секунду, но в течение того короткого периода, когда они могут запустить цепную реакцию в сжимаемом имплозией заряде «Толстяка», длительностью в одну десятимиллионную секунды, производится не более девяти-десяти нейтронов. Поэтому необходимо было гарантировать тщательное смешивание.
Конструкции запала так и не были рассекречены, но можно предположить, что смешивание обеспечивали неровности, механически нанесенные на внешнюю поверхность бериллиевого слоя: они порождали в сжимающей ударной волне турбулентность. Возможно, запал «Толстяка» имел рифленую поверхность и был похож на мячик для гольфа. На получение десятка нейтронов для запуска цепной реакции ушли годы упорной работы.
Французский химик Бертран Гольдшмидт, бывший некогда личным ассистентом Марии Кюри и приехавший после вторжения Германии во Францию в Соединенные Штаты, чтобы работать в Металлургической лаборатории с Гленном Сиборгом, извлек первые 0,5 кюри запального полония из старых радоновых капсул в нью-йоркской онкологической больнице (полоний является дочерним продуктом распада радия).
Очистку полония взял на себя Чарльз А. Томас, научный директор химической компании Monsanto, работавший в проекте консультантом по вопросам химии и металлургии. Для этого он временно реквизировал крытый теннисный корт в обширном и надежно изолированном от внешнего мира имении своей тещи в Дейтоне, штат Огайо, и переоборудовал его под лабораторию. Томас пересылал полоний на платиновой фольге в герметичных контейнерах, но при перевозке проявилось еще одно неприятное свойство полония: по причинам, которые так никогда и не получили удовлетворительного экспериментального объяснения, этот металл перемещается с места на место и способен быстро загрязнять большие площади.
«Наблюдалось перемещение этого изотопа против воздушного потока, – отмечается в послевоенном британском отчете об изучении полония, – и его передвижение в условиях, в которых оно, по-видимому, происходило самопроизвольно». Когда на листах фольги Томаса оказывалось недостаточно полония, химики в Лос-Аламосе научились искать его вкрапления в стенках контейнеров, в которых его пересылали.
Отдел G проводил разработку запала на испытательной площадке, организованной в каньоне Сандия, через одно плато на юг от Холма. Сотрудники запальной группы высверливали глухие отверстия в больших шариках от турбинных подшипников – которые экспериментаторы называли screwballs («кручеными мячами»), – вставляли туда опытные образцы запалов и закупоривали отверстия болтами. После имплозии шариков они собирали их остатки и смотрели, как прошло смешивание полония с бериллием.
К несчастью, одного лишь качества смешивания было недостаточно для оценки эффективности запала. 1 мая 1945 года комитет под председательством Бете выбрал наиболее перспективную конструкцию, но точно убедиться в ее работоспособности можно было только в полномасштабном испытании, которое завершилось бы возбуждением цепной реакции.
Первый вариант конструкции «Толстяка», так называемая модель 1222, уже был изменен, так как оказался слишком сложным в сборке – для нее требовалось вставить более 1500 болтов, наживить на них гайки и затянуть их. Изменение конструкции означало, что около 80 % механической обработки, которой всю осень занималась в Лос-Анджелесе компания Pacific Aviation, было проделано впустую. Первое устройство новой конструкции – модели 1291 – должно было быть готово через три дня, 22 декабря.
Специально переоборудованный бомбардировщик В-29 впервые сбросил атомную бомбу – макет «Худыша» – на авиабазе Мюрок в Калифорнии 3 марта 1944 года. В бомбовом отсеке В-29 находилась одна бомба, закрепленная диагональными раскосами с одним отпускным механизмом. Первая серия испытаний закончилась неудачей: на высоте 7300 метров отпускной трос провис и ударился об одну из закрытых створок бомболюка. «После этого створки открылись, – говорится в техническом отчете, – и бомба вывалилась наружу, значительно повредив створки»[2438]. Вторая серия испытаний, проведенная в июне, прошла более успешно.
Узнав, что «Толстяк» должен быть тяжелее, чем предполагалось ранее, группа доставки под руководством Нормана Рамзея заменила исходный бомбосбрасыватель, переделанный из стандартного механизма отцепления планера, на более надежную конструкцию, позаимствованную с британского бомбардировщика «Ланкастер». Усвоив этот урок, в августе ВВС приступили к модификации еще семнадцати В-29 на заводе Гленна Л. Мартина в Омахе, штат Небраска.
В этом же месяце началась подготовка к обучению особой группы летчиков для применения первых атомных бомб. Ядро новой организации должна была образовать 393-я бомбардировочная эскадрилья, базировавшаяся тогда в Фэйрмонте, штат Небраска, и проходившая подготовку перед отправкой в Европу.
Это был первый в мире бомбардировщик с герметизированным фюзеляжем и самый тяжелый серийный бомбардировщик; масса пустого самолета составляла более 31 815 килограммов, а максимальная взлетная масса с грузом – 61 235 килограммов. Для его взлета требовалась полоса длиной более 2400 метров. Выглядел он как изящная 30-метровая труба из полированного алюминия, которую пересекали огромные крылья размахом 43 метра – два В-29 занимали площадь футбольного поля – с классическим хвостом синусоидальной формы высотой почти с трехэтажный дом. Четыре 18-цилиндровых двигателя Wright мощностью по 2200 лошадиных сил позволяли самолету развивать на высоте максимальную скорость до 560 км/ч – крейсерская скорость составляла 350 км/ч – и пролетать до 6400 километров с максимальной бомбовой нагрузкой около 9000 килограммов, хотя нормальная рабочая нагрузка была ближе к 5400 килограммам. Он мог совершать крейсерский полет на высоте более 9000 метров, вне досягаемости зенитного огня и большинства вражеских истребителей.
Мощность двигателей увеличивалась турбокомпрессорами; специально увеличенные пятиметровые пропеллеры вращались медленнее, чем у любого другого самолета; самые большие в мире закрылки, занимавшие одну пятую площади крыла, позволяли при взлете и посадке изменять конфигурацию крыла с низким аэродинамическим сопротивлением, разработанного для дальних полетов на высокой скорости. На земле В-29 стоял горизонтально, опираясь на три точки – убирающиеся колесные шасси на носу и под каждым из крыльев.
Экипаж самолета, состоявший из одиннадцати человек, размещался в двух герметичных кабинах, входивших в состав пяти сообщавшихся друг с другом отсеков фюзеляжа. Два бомбовых отсека, расположенные перед крыльями и за ними, отделяли носовую часть от средней и хвостовой; чтобы попасть из носа самолета в среднюю часть, нужно было проползти по герметичному туннелю, в который помещался только один человек.
В состав стандартного экипажа В-29 входили пилот, второй пилот, бомбардир, бортинженер, штурман и радист, находившиеся в носовом отсеке, три стрелка и оператор радара в среднем отсеке и еще один стрелок в хвостовом. Поскольку электрическую проводку было труднее повредить в бою, чем пневматические или гидравлические трубки, все системы самолета, за исключением гидравлических тормозов шасси, работали исключительно на электромоторах, общее число которых превышало 150.
В задней части фюзеляжа был установлен вспомогательный бензиновый двигатель, вырабатывавший ток, когда самолет находился на земле. Централизованная система управления артиллерийским огнем работала под управлением аналогового компьютера, но с бомбардировщиков 509-й группы было снято все вооружение, кроме 20-миллиметровой хвостовой пушки.
Мощные двигатели В-29 были в то же время печально известны своей пожароопасностью. Чтобы увеличить отношение их мощности к весу, фирма Wright делала их картеры и корпуса вспомогательного оборудования из магния. Охлаждение двигателей не справлялось с их нагревом, и выхлопные клапаны часто перегревались и застревали; в этом случае двигатель заминал клапан и загорался. Если огонь доходил до магния, металла, который широко используют в зажигательных бомбах, двигатель обычно прожигал насквозь основной лонжерон и отрывался от крыла. Во избежание таких аварий фирма Boeing усовершенствовала охлаждение двигателей, но фундаментального конструктивного дефекта это не устранило; разработка новой силовой установки для самолета заняла бы столько времени, что использовать его в той войне, ради которой он был изобретен, не получилось бы.
Один из физиков из группы доставки вспоминает, что после взлета в Уэндовере самолеты пролетали несколько километров на бреющем полете, почти касаясь росшей вокруг полыни, чтобы охладить двигатели перед набором высоты ...
Экипажи, имевшие опыт вылетов в облачной Европе, недоумевали, зачем им упражняться в визуальном бомбометании; тот странный маневр ухода, который им нужно было научиться выполнять, давал им представление по меньшей мере о потенциальной взрывной силе неизвестного оружия, которое им предстояло доставлять к цели. Тиббетс никого не информировал об атомной бомбе, но требовал от экипажей уходить сразу после сброса бомбы в пике с резким поворотом на 155°. Перевод огромного бомбардировщика в пике резко увеличивал его воздушную скорость; экипаж, освоивший этот маневр в совершенстве мог отойти от точки замедленного взрыва на целых шестнадцать километров, а на этом расстоянии «опасность уничтожения» взрывом бомбы в 20 000 тонн тротилового эквивалента, как пишет Гровс, «уменьшалась вдвое».
Еще до тренировок разворотов с пике экипажи сбрасывали бетонные болванки и бомбы, начиненные обычной взрывчаткой. Эти грубо склепанные макеты «Толстяка», покрашенные в ярко-оранжевый цвет для большей заметности, прозвали «тыквами». 509-я группа работала на износ; над территорией базы Уэндовер завывал зимний ветер, носивший по округе клубки перекати-поля, которые застревали в ограждении из колючей проволоки; по выходным экипажи отправлялись развлекаться в Солт-Лейк-Сити.
Тиббетс просматривал их почту, прослушивал их телефоны, организовывал слежку за ними и отправлял всех, кто нарушал режим секретности, до конца войны на безопасные, но малоприятные для жизни Алеутские острова. Используя кодовое слово «Силверплейт», он реквизировал по всему миру самых лучших летчиков, бомбардиров, штурманов и бортмехаников, каких только мог найти ...
По окончании этого обучения, в конце августа, генерал-майор Кертис Лемей улетел на транспортном самолете С-54 в Индию, чтобы принять командование 20-м бомбардировочным отрядом. Отряд базировался в Индии и имел полевые аэродромы в Китае, с которых он пытался бомбить Японию, используя менее двухсот В-29. Перед каждым вылетом бомбардировщики должны были перевозить из Индии в Китай через Гималаи свое собственное топливо и боеприпасы – на каждый бомбардировочный вылет приходилось по семь транспортных перелетов, причем на перевозку каждого литра топлива расходовалось до двенадцати литров.
«Из этого ничего не получилось, – пишет Лемей в автобиографии. – Добиться успеха этого предприятия не мог никто. Оно было организовано на совершенно абсурдной с точки зрения логистики основе. Тем не менее вся наша страна требовала налетов на собственную территорию Японии с яростью, достойной волчьей стаи». Кертис Лемей был необуздан, требователен и груб. Он пилотировал бомбардировщики, охотился на крупную дичь и жевал сигары; это был человек смуглый и полный.
«Я вам скажу, что такое война, – без обиняков сказал он однажды, но уже после войны, – на войне вам надо убивать людей, и, когда вы убьете их в достаточном количестве, они перестанут сопротивляться». В течение большей части войны он, кажется, отдавал предпочтение точечному, а не массированному бомбометанию – этим американские ВВС отличались от британских еще со времен вмешательства Черчилля и Черуэлла в этот вопрос в 1942 году. В Европе точечное бомбометание иногда давало результаты, хотя они никогда не были решающими. В Японии его применение до сих пор было абсолютно неудачным. А Кертис Лемей ненавидел неудачи.
Сознание того, что защита экипажей В-29 стоила такого числа человеческих жизней, в то время как результаты их деятельности по-прежнему не оказывали влияния на ход войны, подвигло Лемея на радикальные перемены. Нужно было сделать так, чтобы гибель этих людей не была напрасной, отплатить за их смерть. Еще один пробный налет на Токио с зажигательными бомбами, совершенный 23 февраля силами 172 самолетов, дал лучшие на тот момент результаты: выгорело целых 2,5 квадратного километра города. Но Лемей и так давно знал, что деревянные японские города можно уничтожать пожарами, если правильно их организовать. То есть задача, которую ему никак не удавалось решить, сводилась к правильной организации, а не к самому применению зажигательных бомб. Он изучал снимки результатов налетов. Он просматривал сообщения разведки.
«Казалось, что у японцев просто нет всех этих 20- и 40-миллиметровых [зенитных] орудий, – вспоминает он свое откровение. – А именно такое оружие необходимо для защиты от бомбардировщиков, заходящих на цель на малых и средних высотах. По самолетам, идущим на высоте семи с половиной или девяти тысяч метров, они вынуждены стрелять из 80- или 90-миллиметровых орудий, иначе такие самолеты не сбить… Но против низколетящего самолета 88-миллиметровые пушки бессильны. Такой самолет движется слишком быстро».
У маловысотного бомбометания были и другие важные преимущества. Полет на малой высоте позволял экономить топливо по пути с Марианских островов и обратно; значит, В-29 могли взять на борт большее количество бомб. Полет на малой высоте требовал меньшего напряжения больших двигателей Wright; значит, число самолетов, вынужденных повернуть назад или пойти на аварийную посадку, должно было уменьшиться.
Лемей ввел в эту формулу еще одну переменную и предложил бомбить ночью; разведка сообщала, что на японских истребителях нет бортовых радаров. При отсутствии или малом количестве зенитной артиллерии и истребителей ПВО Токио оказывался практически ничем не защищенным. Тогда, рассуждал Лемей, нельзя ли снять с В-29 все пушки и всех стрелков и еще более увеличить бомбовую нагрузку? Он решил оставить хвостового стрелка в качестве наблюдателя и снять с самолета всех остальных. Этот свой план он обсуждал лишь с немногими членами своего штаба. Они наметили зону удара – равнинный район площадью чуть более 30 квадратных километров, плотно застроенный домами рабочих; он прилегал к северо-восточному углу императорского дворца в центральной части Токио.
Даже через два десятилетия после войны Лемей ощущал необходимость обосновывать выбор этой цели, утверждая, что она была в некотором смысле промышленной: «Все эти люди жили вокруг завода Хаттори, на котором они делали запалы для снарядов. Так они распределяли свою промышленность: дети помогали [дома], работали целыми днями, маленькие дети». Официальный американский «Обзор стратегических бомбардировок» честно отмечает, что зона удара на 87,4 % была занята жилыми домами, а сам Лемей делает в автобиографии еще более откровенное признание: С какой стороны на это ни посмотри, приходится убивать ужасно много гражданского населения. Тысячи и тысячи гражданских. Но, если не уничтожить японскую промышленность, нам придется высаживаться в Японии. А сколько американцев будет убито при вторжении в Японию? По минимальной оценке, видимо, пятьсот тысяч. Кое-кто называет миллион. …Мы воюем с Японией. Япония напала на нас. Хотите ли вы убивать японцев или предпочитаете, чтобы убивали американцев?[2483] Чуть позже, все еще во время войны, пресс-секретарь 5-й воздушной армии отмечал, что, поскольку японское правительство мобилизует гражданское население для оказания сопротивления вторжению, «все население Японии представляет собой законную военную цель».
Лемей решил сбросить на свою законную цель – рабочие кварталы Токио – зажигательные бомбы двух типов. Передовые самолеты несли М47, 45-килограммовые бомбы с нефтяным гелем, по 182 штуки на самолет; каждая из них была способна зажечь крупный пожар. За ними летели бомбардировщики основных сил, сбрасывавшие М69, напалмовые бомбы весом 2,7 килограмма; в каждом самолете было по 1520 таких бомб. Лемей не применял магниевые бомбы, потому что они были слишком жесткими: они пробивали насквозь черепичные крыши и легкие деревянные полы японских домов и зарывались в землю, не причиняя большого вреда. Кроме того, как вспоминает Лемей, он включил в этот набор некоторое количество фугасов для деморализации пожарных. Свой план он представил на утверждение только накануне намеченной даты налета, взяв ответственность за эту операцию и связанный с нею риск на себя. 8 марта Норстад утвердил его план и предупредил пресс-службу ВВС о возможности «выдающегося удара». В тот же день поставили в известность Арнольда.
Экипажи Лемея были ошарашены, когда услышали, что им предстоит лететь безоружными, на нескольких высотных эшелонах от полутора до двух тысяч метров. «Вы зажжете самый большой фейерверк, какой когда-либо видели японцы», – сказал им Лемей. Некоторые решили, что он сошел с ума, и стали подумывать о мятеже. Другие встретили его выступление криками восторга. В конце дня 9 марта 334 В-29 поднялись в воздух и взяли курс на Токио – сперва с Гуама, затем с Сайпана и, наконец, с Тиниана. Они несли более 2000 тонн зажигательных боеприпасов.
Первые самолеты наведения Лемея появились над Токио вскоре после полуночи 10 марта. Они проложили через весь район Ситамати, расположенный на равнине к востоку от реки Сумида, в котором жило около 750 000 человек, населявших скученные дома из дерева и бумаги, диагональную огненную прямую, а затем пересекли ее второй линией, как бы начертив гигантскую, сияющую букву Х.
Ровно в час ночи основные силы В-29 начали методично бомбить равнину. Скорость ветра составляла около 7 метров в секунду. 1520 бомб М69 каждого бомбардировщика были поделены на 225-килограммовые пакеты, которые разделялись в нескольких сотнях метров над землей.
Интервалометры бомбардировщиков основной группы – приборы, устанавливающие частоту сброса пакетов, – были установлены на 15-метровые интервалы. Таким образом, каждый самолет покрывал порядка 0,85 квадратного километра застройки. Если только одна зажигательная бомба из пяти вызывала пожар, это соответствовало одному пожару на каждые 3000 квадратных метров – то есть по одному пожару на каждые пятнадцать-двадцать тесно расположенных домов.
Бомбардир, пролетевший сквозь бурные клубы дыма, поднимавшиеся над этим пожаром, вспоминает, что это было «самое ужасное, с чем я когда-либо сталкивался»[2494]. В неглубоких каналах Ситамати, в которые люди ныряли, чтобы спастись от огня, кипела вода. Река Сумида остановила пожар после того, как он охватил 41 квадратный километр города. В «Обзоре стратегических бомбардировок» высказывается предположение, что «за этот 6-часовой период в Токио, вероятно, погибло больше людей, чем за любой другой [равный промежуток времени] в истории человечества».
Возможно, дрезденский огненный смерч унес большее число жертв, но не за такое короткое время. В ночь с 9 на 10 марта 1945 года в Токио погибло более 100 000 мужчин, женщин и детей; еще миллион человек получили ранения, из них не менее 41 000 тяжелые; в общей сложности миллион человек остались без крова. Орудием этой кары стали две тысячи тонн зажигательных бомб – две килотонны, если использовать нынешнюю терминологию. Но причиной комплексного пожара был не только вес самих бомб, но и ветер; следовательно, такая эффективность этой бойни была, до некоторой степени, стихийным бедствием.
Арнольд прислал Лемею торжествующий телекс: «поздравляю, эта операция показывает, что ваши экипажи готовы на всё». Во всяком случае, сам Лемей действительно был готов на все; рискнув и выиграв, он стал быстро наращивать свой успех. 11 марта его В-29 забросали зажигательными бомбами Нагою; 13 марта, используя радарное наведение, подожгли Осаку; 16 марта сбросили зажигательные бомбы на Кобе – поскольку запасы М69 подходили к концу, вместо них пришлось использовать пакеты двухкилограммовых бомб М17А1 с магниевыми термитами, несмотря на их меньшую эффективность; 18 марта они произвели еще один налет на Нагою. «А затем, – говорит Лемей, – у нас кончились бомбы. Буквально».
За десять дней 20-й авиационный отряд выполнил 1600 вылетов, в результате которых выгорело 83 квадратных километра в центре четырех крупнейших городов Японии и было убито по меньшей мере 150 000 человек; точное число жертв почти наверняка было на несколько десятков тысяч больше.
В начале 1945 года Ок-Ридж начал отправку 235U оружейного качества в Лос-Аламос. Между отправками партий урана Гровс не собирался рисковать веществом, более ценным, считая на вес, чем алмазы. Хотя военные очистили всю территорию комплекса Клинтон и выселили с нее всех жителей, в дальнем конце пыльной тупиковой дороги по-прежнему стояла белая ферма, возле которой пасся скот. Над дорогой, защищенной крутым обрывом, возвышалась бетонная силосная башня. На взгляд с воздуха этот участок ничем не отличался от любой из многочисленных ферм в Теннесси, но на самом деле на силосной башне было устроено пулеметное гнездо, на ферме дежурили охранники, а в обрыв был встроен бетонный бункер с сейфом размером с банковское хранилище, полностью окруженный охранявшимися дорожками. В этой пасторальной крепости Гровс хранил постепенно накапливающиеся граммы 235U.
Вооруженные курьеры отвозили специальные чемоданы с ураном в форме тетрафторида на автомобиле в Ноксвилл и садились там на ночной поезд в Чикаго. На следующее утро они передавали чемоданы своим чикагским коллегам, у которых были забронированные купе в поезде «Санта-Фе Чиф». Двадцать шесть часов спустя, в середине дня, чикагские курьеры сходили с поезда посреди пустыни, на станции Лами, которая обслуживала Санта-Фе. Поезд встречали сотрудники службы безопасности Лос-Аламоса, которые наконец и доставляли материал на Холм, где химики с нетерпением ждали его, чтобы выделить из этого ценного груза металлический уран.
Для производства плутония в Хэнфорде химическая очистка была не менее важна, чем цепная реакция в реакторах. Химическим процессом занимался Гленн Сиборг, проделавший великолепную работу по прямому увеличению его масштабов в миллиард раз по сравнению с первыми ультрамикрохимическими опытами своей группы. В стержнях, облученных в реакторах Хэнфорда, плутония было всего лишь около 250 частей на миллион; остальное составляли уран и чрезвычайно радиоактивные продукты распада. Поэтому для извлечения столь немногочисленного плутония требовалась химическая очистка с применением носителей – такая же фракционная кристаллизация, какую использовали еще Мария Кюри и Отто Ган. Этот рукотворный металл обладает лишь небольшой радиоактивностью, но чрезвычайно ядовит, если попадает внутрь организма.
Хэнфорд был крупнейшим предприятием, которое когда-либо строила и эксплуатировала компания Du Pont; корпуса химической очистки были не самыми маленькими из его сооружений. «Исходно считалось, что понадобятся восемь очистных установок, – писал Гровс, – затем шесть, затем четыре. Наконец, основываясь на рабочем опыте и информации, полученной на оборудовании половинного масштаба в Клинтоне, мы решили построить всего три установки, две основные и одну резервную». Из соображений безопасности установки возвели за горой Гейбл, в 16 километрах к юго-западу от расположенных у реки реакторов. Каждый из корпусов имел 244 метра в длину, 20 метров в ширину и 24 метра в высоту. Эти бетонные сооружения были такими массивными, что рабочие окрестили их «Куин Мэри», по названию британского океанского лайнера, хотя его длина была в пять раз меньше.
По сути дела, «Куин Мэри» были просто огромными бетонными коробками, говорит Гровс, защитными корпусами, «в которых имелись индивидуальные отсеки, содержащие разные части оборудования, занятого в технологическом процессе. Для защиты от сильной радиоактивности эти отсеки были окружены бетонными стенами двухметровой толщины и закрыты сверху бетонными плитами толщиной 1,8 метра». В каждой «Куин Мэри» было сорок отсеков, и крышка каждого отсека, которую можно было снять при помощи мостового крана, перемещавшегося вдоль всего вытянутого ущелья корпуса, весила 35 тонн. Облученные стержни, выведенные из производственного реактора, выдерживали в бассейнах с водой пятиметровой глубины до тех пор, пока не распадались самые активные и, следовательно, короткоживущие продукты деления. Окружавшая их вода светилась голубым светом из-за черенковского излучения заряженных частиц – своего рода аналога хлопка, раздающегося при пролете сверхзвукового самолета. Затем стержни перевозили в экранированных ящиках, погруженных в специальные железнодорожные вагоны, в одну из «Куин Мэри», где их прежде всего растворяли в горячей азотной кислоте.
Стандартная группа оборудования занимала две ячейки. В нее входили центрифуга, коллектор, осадитель и растворный бак; все они были сделаны из специально изготовленной нержавеющей стали, особо стойкой к коррозии. Жидкий раствор, в который превращались стержни, перемещался между этими модулями через пароструйные сифоны – их использовали вместо насосов, так как они требовали менее затратного обслуживания. В процессе очистки было три необходимых этапа: растворение, осаждение и центрифугирование для удаления осадка. Эти три операции повторялись снова и снова в каждой группе оборудования по всей длине очистного корпуса. Конечной продукцией были радиоактивные отходы, которые сбрасывали в подземные резервуары тут же на площадке, и малое количество высокочистого нитрата плутония.
После того как «Куин Мэри» были заражены радиоактивностью, сотрудники уже не могли входить в корпуса. Операторы оборудования должны были уметь обслуживать их исключительно при помощи средств дистанционного управления. Эти операторы обучались на предприятии Du Pont в Делавэре, в Ок-Ридже и на макете установки в самом Хэнфорде, но главный инженер Раймон Женеро хотел дать им более совершенную подготовку. И придумал, как это сделать: он велел операторам, которые прибыли в Хэнфорд в октябре 1944 года в количестве ста человек, установить технологическое оборудование в первом завершенном очистном корпусе средствами дистанционного управления, как будто корпус уже был радиоактивным. Они выполнили это задание, работая сначала довольно неуклюже, но постепенно приобретая все большую уверенность в управлении манипуляторами в ходе этого упражнения.
«Когда “Куин Мэри” начали работать, – вспоминает Леона Маршалл, – огромные клубы коричневого дыма, образующегося при растворении облученных стержней в азотной кислоте, вырастали над бетонными ущельями, поднимались на тысячи футов в воздух и, охлаждаясь, уплывали в сторону с дувшими в высотных слоях ветрами». Стержни из реактора В начали поступать по железнодорожной ветке в очистную установку 221-Т с 26 декабря 1944 года.
«Выработка в первых рабочих циклах установки… составляла от 60 до 70 %, – с гордостью отмечает Сиборг, – [и] достигла 90 % в начале февраля 1945 года». Подполковник Франклин Т. Матиас, представитель Гровса в Хэнфорде, лично отвез первую маленькую порцию нитрата плутония на поезде из Портленда в Лос-Анджелес и передал ее там курьеру службы безопасности Лос-Аламоса. После этого материал – разделенный на маленькие докритические партии в металлических контейнерах, упакованных в деревянные ящики, – перевозили в Лос-Аламос под конвоем на военной санитарной машине через Бойсе, Солт-Лейк-Сити, Гранд-Джанкшен и Пуэбло.
Группа Паша, в которую к тому времени входил еще и саперный батальон, в середине ночи получила сигнал и поспешила на своих джипах, грузовиках и бронеавтомобилях в обход Штутгарта, стремясь добраться до Хайгерлоха раньше ...
Борис Паш продолжал выслеживать германских ученых-атомщиков. Из документов, имевшихся у группы «Алсос», следовало, что Вернер Гейзенберг, Отто Ган, Карл фон Вайцзеккер, Макс фон Лауэ и другие сотрудники их организации должны быть на юго-западе Германии, в расположенном в Шварцвальде курортном городке Хайгерлох. К апрелю германский фронт развалился, и французы продвигались вперед.
Группа Паша, в которую к тому времени входил еще и саперный батальон, в середине ночи получила сигнал и поспешила на своих джипах, грузовиках и бронеавтомобилях в обход Штутгарта, стремясь добраться до Хайгерлоха раньше французских войск. По пути их обстреляли немцы; они открыли ответный огонь. Тем временем Лансдейл снова собрал в Лондоне свою англо-американскую команду и полетел в Германию, чтобы отправиться вслед за Пашем.
Начались типичные для Паша приключения: Хайгерлох – это маленький живописный городок, лежащий на обоих берегах реки Айах. Приближаясь к нему, мы видели вывешенные на флагштоках, швабрах и оконных ставнях в знак капитуляции наволочки, простыни, полотенца и другие белые полотнища. …Пока наши друзья-саперы закреплялись в первом вражеском городе, взятом под руководством миссии «Алсос», [сотрудники Паша] возглавили группы, занявшиеся срочными поисками исследовательского центра нацистов. Вскоре они нашли хитроумное сооружение, дававшее почти абсолютную защиту от воздушного наблюдения и бомбежек, – церковь, стоявшую на вершине скалы. Поспешив на место, я увидел похожий на бетонный ящик вход в пещеру в 25-метровой скале, возвышавшейся над нижней частью города. Тяжелая стальная дверь была закрыта на висячий замок. На двери висела бумажка с именем управляющего.
…Когда управляющего привели ко мне, он попытался убедить меня, что он – всего лишь бухгалтер. Когда я приказал ему отпереть дверь и он заколебался, я сказал: «Битсон, стреляйте в замок. Если этот будет мешать, застрелите его». Тогда управляющий открыл дверь.
…В главном зале был бетонный колодец диаметром около трех метров. В колодце висел металлический щит, закрывавший сверху толстый металлический цилиндр. В нем находился сосуд в форме горшка, тоже из тяжелого металла, расположенный в метре с небольшим ниже уровня пола. На сосуде стояла металлическая рама… Взятый в плен немец… подтвердил, что к нам в руки попала, как называли ее немцы, «урановая машина» нацистов – то есть атомный котел.
23 апреля Паш оставил Гаудсмита с несколькими коллегами в Хайгерлохе и поспешил в близлежащий город Хехинген. Там он нашел всех немецких ученых, за исключением Отто Гана, которого он настиг два дня спустя в деревне Тайльфинген, и Вернера Гейзенберга, оказавшегося вместе со своей семьей в Баварии, в домике на берегу озера. Реактор, найденный в Хайгерлохе, использовался в последней серии исследований размножения нейтронов, проводившихся в Институтах кайзера Вильгельма. В качестве замедлителя в нем использовались полторы тонны экономно расходуемой тяжелой воды с завода Norsk Hydro; топливо состояло из 664 кубиков металлического урана, прикрепленных к 78 цепям, которые свисали в воду с того металлического «щита», который описывает Паш. На этой изящной конструкции с центральным источником нейтронов сотрудники Институтов кайзера Вильгельма получили в марте почти семикратное размножение нейтронов; Гейзенберг рассчитал тогда, что увеличения размеров реактора на 50 % должно быть достаточно для получения самоподдерживающейся цепной реакции.
«Тот факт, что германская атомная бомба не представляла собой реальной угрозы, – пишет с обоснованной гордостью Борис Паш, – был, вероятно, самыми важными военными разведданными, полученными в течение всей войны. Уже одна эта информация в достаточной степени оправдывала существование миссии “Алсос”». Но миссия «Алсос» добилась большего: она не позволила Советскому Союзу захватить германских ученых-атомщиков и получить значительное количество высококачественной урановой руды. Бельгийская руда, конфискованная в Тулузе, уже перерабатывалась в калютронах Ок-Риджа для изготовления материала для «Малыша».
Фриш хотел работать с полной критической массой, чтобы установить экспериментально то, что до сих пор в Лос-Аламосе можно было установить только теоретически: сколько урана потребуется для «Малыша». Этим и было вызвано его дерзкое предложение: Идея заключалась в том, чтобы набрать соединения урана-235, которое к тому времени уже было доставлено на площадку, в достаточном количестве для получения взрывного устройства, если его действительно собрать, но оставить в сборке большую дыру на месте центральной части. Это позволило бы вылетать достаточному количеству нейтронов, чтобы не возникла цепная реакция. А недостающий фрагмент нужно было собрать отдельно и сбросить его так, чтобы он пролетел сквозь дыру: тогда на долю секунды должны были возникнуть условия для ядерного взрыва, но только на самом пределе возможности. Когда блестящий молодой ученый Ричард Фейнман услышал о плане Фриша, он рассмеялся и придумал ему имя: он сказал, что это все равно, что щекотать хвост спящего дракона. Так этот опыт и получил свое название – эксперимент «Дракон».
Группа Фриша построила на отдаленной лабораторной площадке в каньоне Омега, которую также использовал Ферми, трехметровую железную раму, «гильотину», на которой были установлены вертикальные алюминиевые направляющие. Экспериментаторы окружили эти направляющие блоками гидрида урана, расположенными на высоте стола. На вершину гильотины они подняли слиток гидрида урана размером приблизительно пять на пятнадцать сантиметров. Он должен был упасть под действием силы тяжести, с ускорением 9,8 метра в секунду за секунду. Пролетая между блоками, он должен был на мгновение образовать критическую массу. Смешанный с гидридом 235U должен был реагировать гораздо медленнее, чем чистый металл, содержащийся в «Малыше». Но дракон должен был зашевелиться, и его опасное шевеление могло позволить Фришу понять, насколько теория согласуется с экспериментом.
Этот опыт был максимальным приближением к производству атомного взрыва, какое мы только могли получить, ничего по-настоящему не взрывая, и его результаты были в высшей степени удовлетворительными. Все произошло именно так, как должно было. Когда сердечник пролетел сквозь дыру, мы получили огромный всплеск нейтронного потока, и температура поднялась на несколько градусов: в течение этой доли секунды возникла цепная реакция своего рода подавленного взрыва. Мы работали в большой спешке, потому что материал нужно было вернуть к определенному дню на переработку в металл… В течение этих лихорадочных недель я работал часов по семнадцать в сутки, а спал с рассвета до середины утра ...
На холме Компанья, находящемся в 32 километрах к северо-западу от нулевой отметки, на краю Хорнады, решили разместить наблюдательный пункт для высокопоставленных лиц. На востоке более чем на 1200 метров над высокогорным солонцовым плато поднимались горы Сьерра-Оскура. В Хорнаде встречались мескитовые деревья и кусты юкки с листьями, острыми, как самурайские мечи, скорпионы и многоножки, которых по утрам приходилось вытряхивать из сапог, а также гремучие змеи, огненные муравьи и тарантулы. Военные полицейские охотились с пулеметами на антилоп – ради свежего мяса и просто для забавы. Гровс разрешил установить для своих подчиненных только холодные души; служа в столь изолированном месте, они вполне могли победить в соревновании на самый низкий уровень венерических заболеваний во всех американских вооруженных силах.
Колодезная вода, загрязненная гипсом, была непревзойденным слабительным. Кроме того, она придавала жесткость волосам. Подрядчики построили две вышки. Одну из них, расположенную в 720 метрах к югу от нулевой отметки, они собрали из тяжелых балок, таких же, какие использовались в бункерах. На верху вышки, на шестиметровой высоте, была широкая платформа, похожая на открытую танцплощадку. Однажды в начале мая, вернувшись из увольнения, в которое их отправили в приказном порядке, строители обнаружили, что вышка исчезла. Бейнбридж приказал нагрузить на нее 100 тонн взрывчатки в деревянных ящиках, сложил в центре канистры с раствором на основе радиоактивных стержней из Хэнфорда и взорвал всю эту конструкцию перед рассветом 7 мая – просто чтобы отработать процедуры и испытать измерительные приборы. Это был самый крупный в истории преднамеренный химический взрыв.
Грунтовые дороги замедляли работу; в результате Бейнбридж потребовал у Гровса сорок километров асфальтированных дорог и получил их, продолжая совершенствовать процедуры для одного-единственного запланированного ядерного испытания. Другая вышка была установлена на нулевой отметке. Она была заранее изготовлена из стали и перевезена на площадку по частям. Четыре ее «ноги», расположенные на расстоянии 10 метров друг от друга, опирались на бетонные основания, залитые в твердую известковую почву пустыни на глубину 6 метров; вышка была укреплена перекрестными распорками и поднималась на 30 метров в высоту. На ее вершине была установлена дубовая платформа с крышей, закрытая с трех сторон листами гофрированного железа. Открытая сторона железной будки была обращена на запад – к бункеру, предназначенному для фотоаппаратов. Съемный участок в центре платформы позволял спуститься с нее на землю. Монтажники, завершавшие сооружение вышки, установили на ее вершине крепеж для мощной лебедки с электрическим приводом, обошедшейся в 20 000 долларов.
Фрэнк Оппенгеймер, физик из Беркли, которому брат поручил теперь выявление и устранение проблем, которые могли бы помешать испытаниям, вспоминает, что в конце мая, когда он приехал на площадку «Тринити», «по всей пустыне лихорадочно протягивали провода, строили вышку, строили маленькие домики, в которых в момент взрыва должны были находиться люди и съемочные камеры». В железобетонных бункерах для фотоаппаратов были иллюминаторы из толстого пуленепробиваемого стекла. Сотни трехметровых деревянных опор Т-образной формы, поддерживавшие провода суммарной длиной около 800 километров, расположенные на них так же плотно, как нити на ткацком станке, образовывали линии от нулевой отметки к приборным бункерам, находившимся на безопасном многокилометровом расстоянии. Для защиты других проводов, проложенных под землей, их поместили внутри нескольких километров высококачественных садовых шлангов.
Помимо фотосъемки Бейнбридж и его сотрудники занимались организацией экспериментов трех типов. Один набор оборудования, значительно более крупный, чем остальные, должен был измерять силу взрыва, а также оптические и ядерные явления при помощи сейсмографов, сейсмометров, ионизационных камер, спектрографов, пленок и разнообразных датчиков. Второй был предназначен для подробного изучения имплозии и проверки работы новых детонаторов с взрывчатыми проводниками, которые изобрел Луис Альварес. К третьей категории относились эксперименты, запланированные Гербертом Андерсоном для определения мощности взрыва радиохимическими методами.
Гарвардский физик Дэвид Андерсон (не родственник Герберту) раздобыл для этой работы два армейских танка, загерметизировал их и обшил свинцом. Герберт Андерсон и Ферми собирались подъехать на них к воронке на нулевой отметке сразу после взрыва, взять образцы радиоактивных обломков при помощи черпака на тросе, прикрепленного к ракете, которую можно было выстрелить в воронку, и отвезти этот материал в лабораторию для измерений. По относительному содержанию продуктов деления и неразделенного плутония можно было бы оценить мощность взрыва.
К 31 мая в Лос-Аламос из Хэнфорда прибыло достаточно плутония, чтобы начать эксперименты с критической массой. От оболочечной конфигурации активного материала, предложенной Сетом Неддермейером, отказались, хотя тонкие стенки оболочки и давали самую высокую степень сжатия при имплозии. Конструкция, компенсирующая их гидродинамическую нестабильность, требовала слишком сложных расчетов, которые невозможно было выполнить вручную. Теоретик Роберт Кристи из Беркли разработал более надежную конфигурацию со сплошным сердечником из активного материала – две подогнанные друг к другу полусферы, суммарная масса которых была меньше критической. Имплозия должна была сжать их с увеличением плотности по меньшей мере в два раза, уменьшая расстояние пробега образующихся при делении нейтронов между ядрами и превращая массу в сверхкритическую.
Группа Фриша провела успешную экспериментальную проверку этой конфигурации 24 июня. Критическая масса плутония высокой плотности в тяжелой отражающей оболочке составляет пять килограммов; даже с учетом центральной полости для запала размером с орех сердечник из активного материала для «Тринити» не мог быть крупнее небольшого апельсина. Сроки проведения испытаний определялись скоростью получения полномасштабных форм для отливки сегментов имплозивных линз. Эти формы начали поступать в нормальном темпе только в июне, и 30 июня комитет, отвечавший за определение даты испытаний, перенес самую раннюю дату на 16 июля.
Группа Кистяковского круглосуточно трудилась на площадке S над производством линз. «Больше всего неприятностей доставляли воздушные полости внутри крупных отливок, – вспоминал он после войны, – мы обнаруживали их методами рентгеновской дефектоскопии, но ничего не могли с ними поделать. К нашему отчаянию, брака обычно бывало больше, чем приемлемых линз»
Для каждого устройства требовалось по девяносто шесть блоков взрывчатки. Кистяковский прибег к героическим мерам: В некотором отчаянии я раздобыл зубоврачебную бормашину и, не желая предлагать другим незнакомую работу, провел бо?льшую часть одной ночи, за неделю до испытаний «Тринити», сверля отверстия в дефектных отливках, чтобы добраться до воздушных полостей, которые были видны на наших рентгеновских снимках. Сделав это, я заполнил полости, залив в них расплавленную жидкую взрывчатку; после этого отливки были пригодны к использованию. За эту ночь к нашим запасам моими трудами прибавилось больше отливок, чем требовалось для изготовления двух сфер.
«Это было совсем не страшно, – добавляет он с фатализмом. – Видите ли, если у вас на коленях взорвутся двадцать килограммов взрывчатки, вы об этом даже не узнаете». Сборку взрывчатой части взял на себя живой и энергичный капитан третьего ранга Норрис Э. Брэдбери, получивший в Беркли докторскую степень по физике. В среду 11 июля он встретился с Кистяковским, чтобы рассортировать заряды по качеству.
«Кистяковский и Брэдбери лично осмотрели отливки на предмет сколотых углов, трещин и других дефектов, – пишет Бейнбридж. – В сборке “Тринити” были использованы только отливки высшего сорта, не имевшие сколов или легко подлежащие починке. Остальные отливки отложили для заряда Кройца» – физик Эдвард Кройц отвечал за испытания с макетом. Отливки были восковой фактуры, пестрые, коричневые от лака. Суммарная масса отливок для каждого устройства составляла около 2250 килограммов.
К тому времени две маленькие плутониевые полусферы уже были отлиты и покрыты никелем, чтобы защитить их от коррозии и обеспечить поглощение альфа-частиц. Как писал металлург Сирил Смит, от этого сборка стала «прекрасной с виду». Но «за три или четыре дня до запланированного срока стали проявляться незапланированные изменения». Электролит, заключенный под никелевым покрытием на плоских сторонах полусфер, начал вспучивать никель пузырями, что нарушало подгонку полусфер друг к другу. «Некоторое время, – говорит Смит, – казалось, что испытаниям грозит задержка». Пузыри можно было удалить шлифовкой, но тогда плутоний остался бы неприкрытым. Металлурги спасли отливку, срезав пузыри лишь частично и заполнив оставшиеся неровности листками золотой фольги. Активный сердечник первой атомной бомбы отправился навстречу своей славе, облеченный в импровизированные приношения никеля и золота.
В девять часов утра в пятницу сборщики внутренней части собрались на ранчо Макдональда, надели белые халаты и приступили к последнему этапу своей работы. На всякий случай рядом были бригадный генерал Томас Фаррелл, заместитель Гровса, и Роберт Бахер, главный консультант группы. Заглядывали Бейнбридж и Оппенгеймер. Комнату на ранчо, в которой активный материал провел ночь, тщательно пропылесосили, а окна заклеили черной изолентой, чтобы внутрь не попадала пыль, превратив это помещение в импровизированную «чистую зону».
Сборщики расстелили на столе хрустящую коричневую оберточную бумагу и разложили на ней детали своей головоломки: две покрытые никелем полусферы плутония с позолоченными поверхностями, блестящий бериллиевый запал с полонием, испускающим альфа-частицы, и несколько кусков природного урана сливового цвета, образующие 36-килограммовую цилиндрическую пробку для отражающей оболочки: она должна была удерживать все эти ключевые элементы устройства на месте.
Перед началом сборки Бахер потребовал у военных расписку в получении материала, который вскоре должен был взорваться. Официально Лос-Аламос считался филиалом Калифорнийского университета, работающим на армию по контракту, и Бахер хотел получить документальное подтверждение того, что университет сдал плутоний, который стоил несколько миллионов долларов и вскоре должен был испариться. Бейнбридж посчитал эту формальность бессмысленной тратой времени, но Фаррелл понял ее значение и согласился. Чтобы снять напряжение, Фаррелл потребовал сначала взвесить полусферы в руках, чтобы убедиться, что их масса соответствует нужной. Подобно полонию, плутоний испускает альфа-частицы, но гораздо менее интенсивно; «если взять кусок в руку, – говорит Леона Маршалл, – он на ощупь теплый, как живой кролик». Это позволило Фарреллу сделать паузу; он положил полусферы на место и подписал расписку. Деталей было не много, но сборщики работали очень осторожно. Они вставили запал между двумя плутониевыми полусферами; затем они поместили никелевый шар в полость, оставленную в пробке отражающей оболочки. На это ушло все утро и половина дня.
Тяжелый ящик со сборкой погрузили на тачку, и два человека вывезли его к грузовику. В 3:18 дня он прибыл на нулевую отметку во всем своем смертоносном величии. Там уже была бригада Норриса Брэдбери, работавшая с полутораметровой сферой из взрывчатки, которую привез этим утром Кистяковский. В час дня водитель грузовика подъехал задним ходом под вышку. Деревянный упаковочный ящик сняли стреловой лебедкой и отнесли в сторону, а на сферу опустили окружившие ее массивные стальные захваты, подвешенные к основной лебедке, которая была установлена на тридцатиметровой высоте на вершине вышки. Когда захваты были зафиксированы на сфере, лебедка подняла ее с платформы грузовика; грузовик отъехал, и заранее собранную часть устройства опустили на подставку, установленную на асфальтовой площадке вышки.
«Мы смертельно боялись ее уронить, – вспоминает Брэдбери, – потому что мы не верили в надежность подъемника, а другой готовой бомбы у нас не было. Не то чтобы мы опасались, что она взорвется, но падение могло ее повредить». Прежде чем открыть верхнюю полусферу и обнажить заглушку с люком, над сборочной зоной установили белую палатку; дальнейшую работу освещал рассеянный солнечный свет. Операция ввода пробки чуть было не закончилась катастрофой, вспоминает один из членов бригады Бойс Макдэниэл: Оболочка [из взрывчатки] была собрана не полностью, в ней не хватало одной из линз. Именно через оставшееся от нее отверстие нужно было вставить цилиндрическую пробку, содержащую плутоний и запал… Чтобы максимально увеличить плотность урана в готовой сборке, зазор между пробкой и сферической оболочкой был уменьшен до нескольких тысячных дюйма. В Лос-Аламосе были изготовлены три набора таких пробок и [отражающих сфер]. Однако они были сделаны в последний момент и в такой спешке, что не были взаимозаменяемыми – не все пробки подходили ко всем [отверстиям]. Но детали отбирали очень тщательно, чтобы точно отправить [для «Тринити»] именно подходящие друг к другу компоненты. Представьте себе наш ужас, когда мы начали вводить пробку в отверстие, в глубине взрывчатой оболочки, и оказалось, что она туда не входит! Мы пришли в смятение и прекратили работу, чтобы не повредить детали, и стали думать. Неужели мы ошиблись?.. Бахер понял, в чем было дело, и успокоил остальных: пока пробка находилась в жарком доме на ранчо, она нагрелась и расширилась, а отражающая оболочка, установленная в глубине изолирующей сферы из взрывчатки, еще хранила прохладу Лос-Аламоса.
Две детали из тяжелого металла оставили в соприкосновении друг с другом и сделали перерыв. Когда сборку проверили в следующий раз, температуры уже выровнялись. Пробка легко встала на место. После этого пришла очередь бригады, работавшей со взрывчаткой. За ее работой следил Оппенгеймер, выделявшийся среди прочих своей шляпой; от перенесенной незадолго до этого ветрянки и напряжения многомесячной работы поздними вечерами, без выходных, он похудел до 53 килограммов. В фильме, запечатлевшем эту историческую сборку, видно, как он то и дело выбегает из кадра и снова появляется в нем, заглядывая в открытую полость бомбы, как ищущая корм водоплавающая птица. Кто-то передает Брэдбери кусок клейкой ленты, и его руки исчезают в полости, чтобы закрепить там блок взрывчатки. Работу закончили поздно вечером, уже в свете прожекторов.
Детонаторы еще не были установлены. Эта операция была запланирована на следующий день, после подъема устройства на вышку. Около восьми часов следующего утра, в субботу, Брэдбери руководил подъемом пробного устройства на верхнюю платформу вышки. Отверстия в оболочке, в которые должны были быть вставлены детонаторы, были закрыты и заклеены лентой, чтобы в них не попадала пыль; когда массивная сфера поднялась в воздух, оказалось, что она щедро перебинтована, как будто после многочисленных ранений. На высоте пяти метров подъем приостановили, и бригада солдат сложила внизу почти достававшую до подставки груду армейских матрасов, обшитых тиком, в качестве последней и вряд ли эффективной ватной защиты на случай падения, которое могло бы повредить устройства. Затем сфера продолжила свой подъем, медленно поворачиваясь вокруг своей оси на тонком плетеном стальном тросе: казалось, что она самостоятельно парит в воздухе.
На вышке работал молодой физик из Гарварда Дональд Хорниг. Он сконструировал 227-килограммовую крестовидную батарею высоковольтных конденсаторов, которые должны были с миллисекундной точностью одновременно включить многочисленные детонаторы «Толстяка»; изобрел это жизненно важное устройство Луис Альварес. Сейчас Хорниг отсоединял модуль, который бригады Бейнбриджа использовали в тренировочных пусках, и подключал устройство, предназначенное для взрыва. В статических испытаниях ток подавался в детонаторы «Толстяка» по проводам, протянутым из командного центра в южном бункере; бомба, отправленная на Тиниан, была автономной, и на ней были установлены собственные батареи. Ток, поступающий по проводам или от батарей, заряжал конденсаторы; по сигналу они разряжались в детонаторы, и проволоки, вставленные в блоки взрывчатки, испарялись, порождая ударные волны, которые и взрывали заряд. «Вскоре после нашего приезда, – говорит Бейнбридж, – Хорниг закончил свою работу и вернулся в южный бункер. Хорниг был последним человеком, побывавшим на вершине вышки»
В южном бункере Дональд Хорниг следил за выключателем, который мог разорвать соединение между конденсаторными батареями, установленными на вышке, и бомбой. Он был последним средством остановки испытаний в случае неисправности. За тридцать секунд до нуля отсчета на панели перед ним вспыхнули четыре красные лампочки, и стрелка вольтметра дернулась под круглой стеклянной крышкой слева направо. Это означало, что конденсаторы полностью заряжены. Фаррелл заметил, что «по мере того, как истекали последние секунды, д-р Оппенгеймер, на котором лежало очень тяжелое бремя, становился все напряженнее. Он почти не дышал. Чтобы не шататься, ему приходилось держаться за столб. Последние несколько секунд он смотрел прямо перед собой»[2701]. За десять секунд до взрыва в командном бункере прозвучал гонг.
Было 5 часов, 29 минут и 45 секунд. Контур зажигания замкнулся; конденсаторы разрядились; детонаторы, установленные в тридцати двух точках детонации, сработали одновременно; они воспламенили внешние линзовые оболочки из «состава В»; отдельные детонационные волны вздулись, натолкнулись на вставки из баратола, замедлились, искривились, вывернулись наизнанку и слились в единую сжимающуюся внутрь сферу; сферическая детонационная волна прошла во вторую оболочку из твердого, быстро горящего «состава В» и ускорилась; ударившись в стенку из плотного урана отражающей оболочки, она превратилась в ударную волну, сжимающую, разжижающую, проникающую; она достигла никелевой оболочки плутониевого сердечника и сжала ее: маленькая сфера уменьшалась в размерах, схлопываясь внутрь самой себя, доходя до размеров глазного яблока; ударная волна достигла крошечного запала в центре бомбы и, завихряясь на специально сделанных в нем неоднородностях, смешала содержащиеся в нем бериллий и полоний; альфа-частицы, вылетающие из полония, стали выбивать из редких атомов бериллия нейтроны: один, два, семь, девять – даже такого количества нейтронов, проникших в окружающий плутоний, хватило для запуска цепной реакции.
Началось деление, размножение нейтронов – восемьдесят поколений за несколько миллионных секунды – с гигантским высвобождением энергии, десятками миллионов градусов температуры, тысячами тонн давления. До того как началась утечка радиации наружу, условия внутри этого глазного яблока в течение короткого времени были похожи на состояние Вселенной в первые мгновения после ее изначального взрыва. Затем началось расширение с утечкой радиации. Излучаемая энергия, высвобождаемая цепной реакцией, настолько высока, что излучение может принимать форму мягких рентгеновских лучей; они выходят за пределы физического материала бомбы и ее физической оболочки самыми первыми и распространяются со скоростью света, намного обгоняя фронт любой обычной взрывной волны. При невысоких температурах воздух непроницаем для рентгеновских лучей и поглощает их, нагреваясь при этом. «Поэтому, – пишет Ханс Бете, – очень горячий воздух окружен оболочкой воздуха более прохладного, и только эта оболочка… надо сказать, тоже довольно горячая, и видна наблюдателям на расстоянии».
Центральная воздушная сфера, нагретая поглощенными ею рентгеновскими лучами, испускает затем рентгеновские лучи меньшей энергии, которые, в свою очередь, поглощаются на ее границах и снова испускаются за ними. Благодаря такой затухающей чехарде, известной под названием процесса переноса излучения, горячая сфера начинает самопроизвольно охлаждаться. Когда она остывает до трехсот тысяч градусов – на что уходит около одной десятитысячной секунды, – образуется ударная волна, которая перемещается быстрее, чем может распространяться перенос излучения.
«Таким образом, ударная волна отделяется от чрезвычайно горячей, почти изотермической [т. е. равномерно нагретой] центральной сферы», – объясняет Бете. Фронт ударной волны описывается простыми гидродинамическими законами – как волны в воде, как звуковой удар в воздухе. Он продолжает двигаться, оставляя позади изотермическую сферу, заключенную внутри своей непрозрачной оболочки, изолированную от внешнего мира, медленно – по меркам миллисекундного масштаба этих событий – растущую благодаря переносу излучения. Окружающий мир видит фронт ударной волны, охлаждающийся до видимого состояния, первую, длящуюся несколько миллисекунд, часть двойной световой вспышки ядерного взрыва: две вспышки происходят так быстро одна за другой, что глаз не может их разделить. Дальнейшее охлаждение делает фронт прозрачным; мир, если у него по-прежнему есть глаза, видит сквозь ударную волну горячую внутреннюю часть светящейся области, и «поскольку теперь появляются более высокие температуры, – продолжает Бете, – суммарное излучение возрастает до второго максимума» – возникает вторая, более длительная вспышка. Изотермическая сфера в центре расширяющейся светящейся области по-прежнему непрозрачна и невидима, но она также продолжает отдавать свою энергию воздуху, находящемуся за ее пределами, через перенос излучения. То есть, в то время как ударная волна охлаждается, воздух, находящийся за ней, нагревается. В обратном направлении от ударной движется охлаждающая волна, со временем проникая вглубь изотермической сферы. Таким образом, светящаяся область – не простой объект, а сразу несколько объектов: невидимая миру изотермическая сфера, охлаждающая волна, движущаяся внутрь к этой сфере и выбрасывающая наружу ее излучение, и ударная волна, распространяющаяся в воздух, еще не возмущенный, еще не знающий о взрыве. Между всеми этими частями имеются дополнительные промежуточные области, воздушные прокладки. Наконец охлаждающая волна полностью разъедает изотермическую сферу, и вся светящаяся область становится прозрачной для своего собственного излучения. Теперь она охлаждается медленнее. Когда температура опускается ниже приблизительно 5000 °C, быстрое остывание заканчивается совсем. После этого, заканчивает Бете, «какое бы то ни было дальнейшее охлаждение может быть получено только в результате подъема светящейся области, вызванного его плавучестью и турбулентным смешиванием, происходящим при таком подъеме. Это медленный процесс, занимающий десятки секунд».
Как сообщает Бейнбридж, скоростные камеры, установленные в западном бункере, зарегистрировали поздние стадии развития светящейся области и отследили ее увеличение из исходного глазного яблока до огромных размеров: Расширение огненного шара до того, как он достиг земли, было почти симметричным… за исключением повышенной яркости и запаздывания самой нижней части сферы, нескольких вздутий и нескольких острых выростов, радиально выступавших из шара ниже его экватора. Соприкосновение с землей произошло через 0,65 мс [мс – тысячная доля секунды]. После этого шар быстро стал более гладким… Вскоре после соприкосновения выростов с землей (около 2 мс) на земле перед ударной волной появилась широкая юбка из комковатого вещества…
Первые из боевых экипажей Тиббетса прибыли 10 июня: они прилетели на Тиниан на усовершенствованных, специально переоборудованных новых В-29. Самолеты более ранней модели, которые группа получала предыдущей осенью, уже устарели, как объяснял Тиббетс после войны читателям газеты Saturday Evening Post: Испытания показали, что те В-29, которые у нас были, не подходили для атомной бомбардировки…
Это были тяжелые самолеты старого типа. Во время долгого подъема на 9000 метров на 80 % мощности верхние цилиндры перегревались, что приводило к отказу клапанов… Я потребовал новых, облегченных В-29 с системами впрыска топлива вместо карбюраторов. Все эти усовершенствования он получил, и не только их: на новых самолетах были еще и быстро закрывающиеся пневматические створки бомболюков, расходомеры топлива, реверсивные воздушные винты с электроприводом. Новые самолеты были переделаны так, чтобы в них помещались особые бомбы, которые им предстояло перевозить, и дополнительные члены экипажа. Цилиндрический туннель, соединявший герметичные отсеки в носу и хвосте самолета, пришлось разрезать и перестроить, чтобы бомба увеличенного размера, «Толстяк», поместилась в передний бомбовый отсек. Были установлены специальные направляющие, чтобы хвостовое оперение бомб не заклинило при их сбросе. Перед постом радиста в носовом отсеке поставили дополнительный стол, кресло, патрубок подачи кислорода и переговорное устройство для оружейника, который должен был следить за состоянием бомбы во время полета. «У этих особых В-29 были исключительные рабочие характеристики, – пишет инженер, отвечавший за их поставку. – Они, несомненно, были лучшими В-29 на всем театре военных действий».
К концу июня на стоянках под тихоокеанским солнцем стояли одиннадцать блестящих новеньких бомбардировщиков
Лемей официально подтвердил, что вылет состоится 6 августа». В этот день загрузочная бригада подняла «Малыша» лебедкой на прочную тележку, предназначенную для его перевозки, накрыла брезентом, чтобы спрятать его от любопытных глаз – на острове все еще прятались японские солдаты, и по ночам служба безопасности охотилась за ними, как за енотами, – и отвезла к одной из загрузочных ям размером 4 на 5 метров, которые подготовил Киркпатрик. За тележкой следовал целый отряд фотографов, которые запечатлели всю эту процедуру. Тележку закатили на рельсы, положенные над ямой почти трехметровой глубины; гидравлический подъемник снял с нее бомбу и ее съемную подставку; бригада откатила тележку, сняла рельсы, развернула бомбу на 90° и опустила ее в яму.
Первая в мире боевая атомная бомба была похожа на «вытянутый мусорный бак с плавниками», считал один из членов экипажа Тиббетса. Вместе со скошенным хвостовым оперением, которое заканчивалось коробом стабилизирующих отражателей, она имела 3 метра в длину и 74 сантиметра в диаметре. Это был бронированный цилиндр в оболочке из тусклой черной стали весом 4400 килограммов, с плоским, закругленным носом.
Бомба была оборудована системой с тройным взрывателем. Главным взрывателем был радиолокационный модуль, который был создан на основе радара защиты хвоста, разработанного, чтобы предупреждать пилота в воздушном бою о приближении сзади вражеских самолетов. «Это радиолокационное устройство, – говорится в технической истории Лос-Аламоса, – замыкало реле [т. е. выключатель] на заранее определенной высоте над целью». Для надежности на «Малыше» и «Толстяке» было предусмотрено по четыре таких радарных устройства, которые прозвали «Арчи». Установленные на бомбе «Арчи» должны были выдавать сигнал не при приближении вражеского самолета, а при подлете бомбы к земле. Согласованное срабатывание двух таких модулей приводило к подаче пускового сигнала на следующую ступень системы взрывателя, объясняет техническая история: Эта ступень состояла из батареи выключателей с часовым механизмом, который запускался при вытягивании предохранительной чеки в момент сброса бомбы из бомбового отсека самолета. Выключатели с часовым механизмом могли замкнуться не раньше чем через 15 секунд после отделения бомбы от самолета. Они должны были исключить возможность детонации в случае срабатывания модулей «А[рчи]» по сигналам, отраженным от самолета.
Второе предохранительное устройство представляло собой реле [барометрического] давления, которое замыкалось только при давлении, соответствующем высоте 2100 метров. Пройдя через часовые механизмы и барометрические предохранители, инициирующий импульс «Малыша» поступал прямо в запалы, которые воспламеняли заряды кордита, приводящие в действие «пушку». Система взрывателей выходила на внешнюю поверхность в виде проволочных плетей радиолокационных антенн, предохранительных чек часовых механизмов, вставленных в отверстия в верхнем поясе бомбы и отверстия в ее конической хвостовой части: через них внутрь попадал окружающий бомбу воздух, что обеспечивало точность измерений давления.
Загрузка была операцией деликатной: бомба входила в отсек самолета с очень небольшим зазором. Наземный экипаж подкатил В-29 к загрузочной яме, так, чтобы шасси крыла, ближайшего к яме, встало на поворотную платформу. Когда тягач развернул самолет на поворотной платформе на 180°, он оказался над ямой. Гидравлический подъемник поднял «Малыша» так, чтобы он оказался прямо под открытыми створками бомболюка. К бомбодержателю был подвешен отвес, служивший точкой привязки, а домкраты, встроенные в подставку бомбы, позволяли точно совместить ее с проемом бомболюка.
«Эта операция может быть выполнена за 20–25 минут, – писал в своем августовском отчете инженер компании Boeing, – но требует весьма осторожной работы, так как расстояние до мостков очень невелико, а после установки бомбу удерживает только один бомбодержатель и регулируемые тросовые захваты, подвешенные к нему»
«Энола Гей» весила 65 тонн. Она несла на борту 26 500 литров горючего и четырехтонную бомбу. Самолет был перегружен на 6800 килограммов. Тиббетс был уверен, что самолет подготовлен к полету слишком хорошо, чтобы возникли какие-либо неисправности, и решил максимально использовать трехкилометровую взлетную полосу для набора оборотов двигателей и давления в коллекторах перед отрывом от земли. В 2:45 он отпустил тормоза; все четыре инжекторных двигателя «Циклон» фирмы Wright уже работали. «При разгоне перед взлетом у В-29 возникает большой крутящий момент, – отмечает он. – Самолет стремится отклониться от взлетной полосы влево. Обычные, не особо талантливые пилоты компенсируют крутящий момент, притормаживая правые колеса. Разгон получается неровным, скорость снижается километров на пятнадцать в час, и взлет затягивается». Такие грубые методы были не для Тиббетса.
«Пилотов 509-й группы учили компенсировать крутящий момент путем большего разгона левых двигателей, которым давали больше газа, чем правым. На ста тридцати километрах в час, когда руль направления полностью контролирует движение самолета, нужно довести мощность правых двигателей до полной, и через мгновение самолет оказывается в воздухе». Перегруженной «Эноле Гей» потребовалось для взлета больше чем мгновение. По мере того как взлетная полоса исчезала под брюхом огромного самолета, Льюис боролся с желанием потянуть штурвал на себя. В самый последний момент, когда это еще было возможно, ему показалось, что он это сделал. На самом деле это сделал не он, а Тиббетс, и внезапно они уже летели, поднимались над черным морем, осуществляя древнюю мечту человечества. Десять минут спустя они пересекли северную оконечность Сайпана, идя на один румб к северу от северо-запада на высоте 1400 метров. За бортом было тепло – 22 °C.
Самолет летел так низко, чтобы не расходовать лишнего топлива на набор высоты и для удобства двух оружейников, Парсонса и Джепсона, которым нужно было забраться в негерметичный и неотапливаемый бомбовый отсек, чтобы закончить сборку бомбы. Эта работа началась в 3:00. Поскольку выполнялась она в тесноте загруженного бомбового отсека, она была трудной, но не опасной; риск взрыва был минимальным. В бомбу были вставлены зеленые заглушки, которые блокировали инициирующий импульс и исключали случайную детонацию; прежде всего Парсонс убедился в их наличии. Затем он отсоединил заднюю панель, снял расположенную под нею бронированную панель и обнажил затвор «пушки». Вставив гаечный ключ в крышку затвора, он повернул его около шестнадцати раз, чтобы отвинтить крышку, снял ее и осторожно положил на резиновый коврик. Затем он поочередно вставил в затвор четыре блока кордита, развернув их красными концами к затвору. Установив крышку на место и завинтив ее, он подсоединил провод взрывателя, снова поставил на место две металлические панели и, с помощью Джепсона, убрал и закрепил инструменты и мостки. «Малыш» был в сборе, но еще не приведен в боевую готовность.
Установка зарядов заняла пятнадцать минут. Еще пятнадцать минут они потратили на проверку проводки контрольной аппаратуры, установленной на рабочем месте оружейника в носовом отсеке. После этого, если не считать контроля состояния бомбы, их работа была закончена до того момента, когда бомбу нужно будет приводить в состояние боевой готовности
Над разветвлением реки Ота в центре Хиросимы стоит Т-образный мост, пересекающий реку и соединенный с островом, образованным двумя рукавами реки. Именно мост Айои, а не военный завод, окруженный домами рабочих, выбрал в качестве прицельной точки Фереби. Неподалеку находилась штаб-квартира 2-й армии. Тиббетс сказал, что мост был идеальной прицельной точкой[2868] из тех, какие ему приходилось видеть в течение всей этой чертовой войны: Фереби успешно справился с ветром, но скорость слегка отличалась от расчетной. Он внес две небольшие поправки. По радио раздался громкий «бип», сообщивший двум В-29 сопровождения, что до сброса бомбы осталось две минуты. После этого Том поднял глаза от бомбардировочного прицела и кивнул мне; все должно было пройти хорошо. Он дал радисту знак подать последнее предупреждение.
В эфир ушел длинный непрерывный сигнал, говоривший [самолетам сопровождения]: «Через пятнадцать секунд бросаем»[2869]. Находившиеся на большем расстоянии самолеты метеоразведки тоже получили этот сигнал, как и запасные В-29, стоявшие на Иводзиме. Услышав его, Луис Альварес, летевший в самолете наблюдения, приготовился снимать экраны осциллографов, которые он там установил; радиофицированные парашютные датчики, разработанные им для измерения мощности взрыва «Малыша», висели в бомбовом отсеке. Они должны были быть сброшены одновременно с бомбой и плавно спускаться к городу.
Томас Фереби видел в перекрестье своего бомбардировочного прицела Norden Хиросиму, разворачивающуюся под ним с востока на запад. Перед тем как вернуться в Соединенные Штаты для обучения 509-й авиагруппы, а потом и службы в ее составе, Фереби выполнил в Европе шестьдесят три боевых вылета. До войны он хотел быть бейсболистом и даже дошел до весенних отборочных испытаний в команде высшей лиги. Ему было двадцать четыре года. «Радиосигнал прекратился, – лаконично говорит Тиббетс, – бомба выпала, Фереби отпустил свой прицел».
Предохранительные чеки вышли из своих гнезд, запустив часовые механизмы «Малыша». Первая боевая атомная бомба отделилась от самолета и развернулась носом вниз. Она была расписана автографами и посланиями, в том числе непристойными. «Привет императору от моряков “Индианаполиса”», – гласило одно из них.
Резко став на четыре тонны легче, В-29 подпрыгнул вверх. Тиббетс перевел самолет в пике ...
На Тиниане, в корпусе с кондиционированием воздуха, построенном специально для этой цели, продолжалась сборка «Толстяка» – устройства F31. Это был второй «Толстяк» с настоящей взрывчаткой, собранный работавшей на Тиниане бригадой; первый, устройство F33 со взрывчаткой более низкого качества и неядерным сердечником, был готов к пробному бомбометанию еще 5 августа. Однако сбросили его только 8-го числа, потому что основные экипажи 509-й авиагруппы были заняты – сначала доставкой «Малыша», потом отчетом о выполнении задания.
К моменту взлета «Толстяк» был полностью готов к применению, за исключением зеленых заглушек, которые Эшворт заменил на красные всего через десять минут после начала вылета[3010], чтобы Суини мог лететь выше 5000 метров, над грозовыми шквалами. На пропеллерах самолета светились огни святого Эльма. Пилот вскоре обнаружил, что резерва топлива у него нет; переключатель топливных баков, позволявший подключить к двигателям бак емкостью 2270 литров, установленный в хвостовом бомбовом отсеке, не работал. Между 8:00 и 8:50 по японскому времени он кружил над Якосимой, ожидая самолеты сопровождения, один из которых так и не догнал группу.
Атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки привела Лео Сциларда в ужас. Он в полной мере ощущал вину за разработку столь ужасного военного оружия; образ грядущего, который он впервые разглядел в 1933 году, переходя Саутгемптон-роу в Блумсбери, зловеще утвердился в мире, в том числе и по его приглашению. В петиции президенту, которую он распространял среди ученых-атомщиков в июле 1945 года, – в той самой петиции, которую Эдвард Теллер, посоветовавшись с Робертом Оппенгеймером, решил не подписывать, написав Сциларду, что, как ему кажется, «было бы неправильно пытаться объяснить, как привязать джинна за ногу к той самой бутылке, из которой мы только что помогли ему освободиться»