Средства доставки ядерного оружия

Введение

Типы взрывного вооружения

Доставка ядерного оружия — это технологии и системы, используемые для размещения ядерного оружия в точке подрыва, на объекте или вблизи него. Для выполнения этой задачи разработано несколько методов. Стратегическое ядерное оружие используется главным образом в рамках доктрины сдерживания, посредством угрозы нанесения удара по крупным целям, таким как города. Оружие, предназначенное для применения в ограниченных военных операциях, например, для уничтожения конкретных военных, коммуникационных или инфраструктурных объектов, называется тактическим ядерным оружием. По мощности взрыва в настоящее время стратегическое оружие, как правило, значительно превосходит тактическое, хотя это и не является строгим правилом. Бомбы, уничтожившие Хиросиму и Нагасаки в 1945 году (эквивалент в тротиле от 15 до 22 килотонн), были менее мощными, чем многие современные тактические средства, однако при стратегическом применении они достигли желаемого эффекта.

Ядерная триада

Ядерная триада — это стратегический ядерный арсенал, состоящий из трех компонентов: стратегических бомбардировщиков, межконтинентальных баллистических ракет (МБР) и баллистических ракет подводного базирования (SLBM). Цель создания трехкомпонентной ядерной силы — значительно снизить вероятность уничтожения всех ядерных сил страны противником в ходе первого удара; это, в свою очередь, гарантирует возможность нанесения ответного удара и, следовательно, повышает ядерное сдерживание страны.

Гравитационная бомба

Исторически первым способом доставки ядерного оружия, и способом, использованным в двух единственных случаях ядерной войны в истории, была гравитационная бомба, сброшенная с самолета. В годы, предшествовавшие разработке и развертыванию ракет, оснащенных ядерным оружием, ядерные бомбы представляли собой наиболее практичное средство доставки ядерного оружия; даже сегодня, и особенно с выводом из эксплуатации ядерных ракет, воздушная бомбардировка остается основным средством доставки наступательного ядерного оружия, и большинство ядерных боеголовок США представлены в виде бомб, хотя некоторые из них имеют форму ракет. Гравитационные бомбы предназначены для сброса с самолетов, что требует, чтобы оружие могло выдерживать вибрации и изменения температуры и давления воздуха в полете. Ранние образцы оружия часто имели съемный сердечник для обеспечения безопасности, известный как сердечники с вставкой в полете (IFI), которые вставлялись или собирались экипажем воздушного судна во время полета. Они должны были соответствовать требованиям безопасности, чтобы предотвратить случайную детонацию или падение. Различные типы также должны были иметь взрыватель для инициирования детонации. Ядерное оружие США, соответствующее этим критериям, обозначается буквой "B", за которой, без дефиса, следует последовательный номер "физического блока", который оно содержит. Например, "B61" была основной бомбой в арсенале США на протяжении десятилетий. Существуют различные методы воздушного сброса, включая бомбометание с уклонением, сбрасывание с парашютной задержкой и режимы планирования, предназначенные для того, чтобы дать сбрасывающему самолету время уйти от последующего взрыва. Самые ранние гравитационные ядерные бомбы (Little Boy и Fat Man) Соединенных Штатов могли быть перенесены, в период их создания, только специальной серией Silverplate (65 фюзеляжей к 1947 году) версии бомбардировщика B-29 Superfortress. Следующее поколение оружия было настолько большим и тяжелым, что его могли нести только бомбардировщики, такие как B-36 Peacemaker с шестью или десятью двигателями и размахом крыльев семьдесят метров, B-52 Stratofortress с восемью реактивными двигателями и британские реактивные бомбардировщики RAF V, но к середине 1950-х годов было разработано более компактное оружие, которое можно было нести и применять истребителями-бомбардировщиками. Современные ядерные гравитационные бомбы настолько малы, что их могут нести (относительно) небольшие многоцелевые истребители, такие как одномоторные F-16 и F-35.

Historically the first method of nuclear weapons delivery, and the method used in the twin instances of nuclear warfare in history, was a gravity bomb dropped by a plane. In the years leading up to the development and deployment of nuclear armed missiles, nuclear bombs represented the most practical means of nuclear weapons delivery; even today, and especially with the decommissioning of nuclear missiles, aerial bombing remains the primary means of offensive nuclear weapons delivery, and the majority of US nuclear warheads are represented in bombs, although some are in the form of missiles. Gravity bombs are designed to be dropped from planes, which requires that the weapon be able to withstand vibrations and changes in air temperature and pressure during the course of a flight. Early weapons often had a removable core for safety, known as in flight insertion (IFI) cores, being inserted or assembled by the air crew during flight. They had to meet safety conditions, to prevent accidental detonation or dropping. A variety of types also had to have a fuse to initiate detonation. US nuclear weapons that met these criteria are designated by the letter "B" followed, without a hyphen, by the sequential number of the "physics package" it contains. The "B61", for example, was the primary bomb in the US arsenal for decades. Various air dropping techniques exist, including toss bombing, parachute retarded delivery, and laydown modes, intended to give the dropping aircraft time to escape the ensuing blast. The earliest gravity nuclear bombs (Little Boy and Fat Man) of the United States could only be carried, during the era of their creation, by the special Silverplate limited production (65 airframes by 1947) version of the B 29 Superfortress. The next generation of weapons were still so big and heavy that they could only be carried by bombers such as the six/ten engined, seventy meter wingspan B 36 Peacemaker, the eight jet engined B 52 Stratofortress, and jet powered British RAF V bombers, but by the mid 1950s smaller weapons had been developed that could be carried and deployed by fighter bombers. Modern nuclear gravity bombs are so small that they can be carried by (relatively) small multirole fighter aircraft, such as the single engined F 16 and F 35.

Баллистическая ракета

Ракеты, использующие баллистическую траекторию, доставляют боеголовку за горизонт; в случае наиболее мощных из них, классифицируемых как межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) (и подводные баллистические ракеты (SLBM), если они транспортируются на подводной лодке), они могут достигать расстояний в почти десятки тысяч километров. Большинство баллистических ракет покидают атмосферу Земли и вновь входят в нее в ходе суборбитального космического полета. Баллистические ракеты не всегда оснащаются ядерным оружием, но бросающийся в глаза и вызывающий тревогу характер их запуска часто исключает оснащение МБР и SLBM, наиболее мощных классов баллистических ракет, обычными боеголовками. Размещение ядерных ракет на низкой околоземной орбите было запрещено Договором о космосе еще в 1967 году. Кроме того, советская система фрактального орбитального бомбардирования (FOBS), которая преследовала аналогичную цель – она была намеренно спроектирована для схода с орбиты до завершения полного оборота – была выведена из эксплуатации в январе 1983 года в соответствии с договором СНВ-II. МБР более чем в 20 раз быстрее бомбардировщика и более чем в 10 раз быстрее истребителя, а также летит на гораздо большей высоте, и, следовательно, труднее перехватить. МБР также могут быть быстро запущены в случае внезапного нападения. Первые баллистические ракеты несли одну боеголовку, часто мощностью в мегатонны. Из-за ограниченной точности ракет такая высокая мощность считалась необходимой для обеспечения уничтожения конкретной цели. С 1970-х годов в современных баллистических ракетах наблюдается развитие гораздо более точных технологий наведения, особенно благодаря усовершенствованиям в инерциальных системах наведения. Это создало условия для использования боеголовок меньшей мощности, в пределах сотен килотонн, и, как следствие, для оснащения МБР множественными независимо наводимыми боеголовками (MIRV). Развитие технологий позволило одной ракете нести полезную нагрузку, содержащую несколько боеголовок, количество которых зависело от конструкции ракеты и автобуса полезной нагрузки. MIRV имеет ряд преимуществ перед ракетой с одной боеголовкой. С незначительными дополнительными затратами одна ракета может поражать несколько целей или наносить максимальный ущерб одной цели, атакуя ее несколькими боеголовками. Это еще больше усложняет противоракетную оборону и делает ее менее экономически целесообразной. Ракетные боеголовки в американском арсенале обозначаются буквой "W"; например, ракетная боеголовка W61 имела бы тот же физический блок, что и гравитационная бомба B61, описанная выше, но предъявляла бы иные экологические и требования безопасности, поскольку после запуска она не обслуживалась бы экипажем и оставалась бы на ракете в течение длительного времени. Первая современная баллистическая ракета, ставшая основой современной ракетной техники, никогда не несла ядерную боеголовку. Первая МБР была советской Р-7. Первая подводная лодка, несущая баллистические ракеты, также была советской; прототип модернизированного класса Zulu и серийно выпускавшиеся подводные лодки класса Golf несли свои SLBM в своих рубках, но эти передовые конструкции должны были всплывать для запуска своих баллистических ракет. Американцы ответили первым "современным проектом" подводных лодок с баллистическими ракетами; подводные лодки класса "Джордж Вашингтон", которые запустили SLBM "Polaris". Последующая гонка вооружений привела к созданию одних из самых больших подводных лодок, когда-либо построенных: подводная лодка класса "Огайо" длиной 170 метров, вооруженная 24 ракетами "Trident" с 8 MIRV, и крейсер размером с линкор, водоизмещением 48 000 тонн, проект 941 "Акула", подводная лодка класса "Тайфун", вооруженная 20 ракетами Р-39 с 10 MIRV каждая. После окончания холодной войны разработка SSBN и, следовательно, SLBM замедлилась, но новые ядерные державы строят новые классы SSB(N), в то время как устоявшиеся державы, все члены Совета Безопасности ООН, планируют следующее поколение атомных подводных лодок, несущих ядерные баллистические ракеты. Гиперзвуковые планирующие боеголовки – это новая форма боеголовки для оснащения баллистических ракет. Эти маневренные устройства угрожают устареть существующим системам ПРО, поэтому различные зарождающиеся и устоявшиеся ядерные державы стремятся принять на вооружение такие системы.

Missiles using a ballistic trajectory deliver a warhead over the horizon; in the case of the most capable of these, classified as intercontinental ballistic missiles (ICBMs) (and submarine launched ballistic missiles (SLBMs) if transported by submarine), they can reach distances of nearly tens of thousands of kilometers. Most ballistic missiles exit the Earth's atmosphere and re enter it in their sub orbital spaceflight. Ballistic missiles aren't always nuclear armed, but the conspicuous and alarming nature of their launch often precludes arming ICBMs and SLBMs, the most capable classes of ballistic missiles, with conventional warheads. Placement of nuclear missiles on the low Earth orbit has been banned by the Outer Space Treaty as early as 1967. Also, the eventual Soviet Fractional Orbital Bombardment System (FOBS) that served a similar purpose—it was just deliberately designed to deorbit before completing a full circle—was phased out in January 1983 in compliance with the SALT II treaty. An ICBM is more than 20 times as fast as a bomber and more than 10 times as fast as a fighter plane, and also flying at a much higher altitude, and therefore more difficult to defend against. ICBMs can also be fired quickly in the event of a surprise attack. Early ballistic missiles carried a single warhead, often of megaton range yield. Because of the limited accuracy of the missiles, this kind of high yield was considered necessary in order to ensure a particular target's destruction. Since the 1970s modern ballistic weapons have seen the development of far more accurate targeting technologies, particularly due to improvements in inertial guidance systems. This set the stage for smaller warheads in the hundreds of kilotons range yield, and consequently for ICBMs having multiple independently targetable reentry vehicles (MIRV). Advances in technology have enabled a single missile to launch a payload containing several warheads; the number of which depended on the missile's and payload bus' design. MIRVs has a number of advantages over a missile with a single warhead. With few additional costs, it allows a single missile to strike multiple targets, or to inflict maximum damage on a single target by attacking it with multiple warheads. It makes anti ballistic missile defense even more difficult, and even less economically viable, than before. Missile warheads in the American arsenal are indicated by the letter "W"; for example, the W61 missile warhead would have the same physics package as the B61 gravity bomb described above, but it would have different environmental requirements, and different safety requirements since it would not be crew tended after launch and remain atop a missile for a great length of time. While the first modern ballistic missile designed is the basis of contemporary rocket and missilery, it never carried a nuclear warhead. The first ICBM ever designed was the Soviet R 7. The first SLBM carrying submarine was also Soviet; the prototype Modified Zulu class and the mass produced Golf class ballistic missile submarines carried their SLBMs in their sails, but these pioneering designs had to surface to launch their ballistic missiles. The Americans responded with the first "modern design" of ballistic missile subs; the George Washington class, which launched the Polaris SLBM. The subsequent arms race culminated in some of the largest submarines ever designed; the Trident armed 170 meter long Ohio class submarine armed with 24 x 8 MIRV Trident missiles, and the battlecruiser sized 48,000 tonne Project 941 Акула, the Typhoon class submarine, armed with 20 R 39s with 10 MIRVs each. After the Cold War, SSBN and subsequently SLBM development have slowed, but nascent nuclear powers are building novel classes of SSB(N)s, while the established powers, all members of the United Nations Security Council, are plotting the next generation of nuclear powered nuclear armed ballistic missile submarines. Hypersonically Gliding Warheads are a novel form of warhead to arm ballistic missiles. These maneuverable devices threaten to obsolate current forms of ABM defences, thus various nascent and established nuclear powers are racing to field examples of such systems.

Другие системы доставки

Другие способы доставки включали ядерные артиллерийские снаряды, мины, такие как Средние атомные разрушительные боеприпасы и "Голубой павлин", ядерные глубинные бомбы и ядерные торпеды. Также была создана "Атомная базука", предназначенная для применения против крупных танковых соединений. В 1950-х годах США разработали небольшие ядерные боеголовки для противовоздушной обороны, например, Nike Hercules. С 1950-х по 1980-е годы Соединенные Штаты и Канада использовали ракету класса "воздух-воздух" с небольшой ядерной боеголовкой – AIR 2 Genie. Дальнейшее развитие этой концепции, в некоторых случаях с более мощными боеголовками, привело к созданию первых противоракетных ракет. Соединенные Штаты в основном сняли с вооружения ядерное оружие ПВО после распада Советского Союза в начале 1990-х годов. Россия модернизировала свою советскую систему противоракетной обороны, известную как система А-135, в 1995 году. Предполагается, что преемник ядерной А-135, разрабатываемый под названием А-235 "Самолет-М", откажется от ядерных перехватчиков и будет полагаться на кинетическое поражение цели для ее уничтожения. Были разработаны небольшие, переносные тактические средства поражения для двух человек (неправильно называемые "чемоданными бомбами"), такие как Специальный атомный разрушительный боеприпас, однако сложность сочетания достаточной мощности с портативностью ограничивает их военную эффективность.

Расходы

Согласно аудиту Брукингского института, в период с 1940 по 1996 год США потратили $ в сегодняшних ценах на программы ядерного оружия. 57 процентов этой суммы было потрачено на создание средств доставки ядерного оружия. 6,3 процента от общей суммы, $ в сегодняшних ценах, было потрачено на управление ядерными отходами, например, на очистку территории Ханфорда и восстановление окружающей среды, а 7 процентов от общей суммы, $ было потрачено непосредственно на производство ядерного оружия.

Технологические отколовки

Строго говоря, однако, не все эти 57 процентов были потрачены исключительно на поставки "оружий" и программ вооружений.

Ракета-носитель

Например, два таких средства доставки, МБР Atlas и Titan II, были переоборудованы для использования в качестве пилотируемых ракет-носителей для пилотируемых космических полетов. Обе ракеты использовались в гражданских программах Project Mercury и Project Gemini соответственно, которые рассматриваются как важные этапы в развитии пилотируемой космонавтики США. Ракета-носитель Atlas отправила Джона Гленна, первого американца, на орбиту. Аналогично, в Советском Союзе именно МБР/ракета-носитель Р-7 вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли, "Спутник", 4 октября 1957 года, а первый в истории полет человека в космос был осуществлен на модификации Р-7, космическом корабле "Восток", 12 апреля 1961 года, советским космонавтом Юрием Гагариным. Модернизированная версия Р-7 до сих пор используется в качестве ракеты-носителя для Российской Федерации в виде космического корабля "Союз".

Метеорологические спутники

Первый настоящий метеорологический спутник TIROS 1 был запущен на ракете-носителе Thor Able в апреле 1960 года. PGM 17 Thor была первой оперативной IRBM (ракетой средней дальности) на вооружении ВВС США (USAF). Первый полностью функционирующий метеорологический спутник Советского Союза, "Метеор 1", был запущен 26 марта 1969 года на ракете "Восток", разработанной на базе МБР Р-7.

Мази

WD-40 впервые был использован компанией Convair для защиты внешней обшивки, и что более важно, невероятно тонких "баллонных баков" ракеты Atlas от ржавчины и коррозии. Эти топливные баки из нержавеющей стали были настолько тонкими, что в пустом состоянии их приходилось поддерживать в надутом состоянии азотом, чтобы они не сжались.

Теплоизоляция

В 1953 году доктор С. Дональд Стоуки из отдела исследований и разработок компании Corning изобрел пирокерам, белый стеклокерамический материал, способный выдерживать термический шок (резкое изменение температуры) до 450 °C (840 °F). Он был разработан на основе материалов, изначально созданных для американской программы баллистических ракет, а исследования Стоуки были связаны с разработкой жаропрочных материалов для носовых обтекателей.

Спутниковое позиционирование

Точная навигация позволила бы американским подводным лодкам с высокой точностью определять свои координаты перед запуском баллистических ракет подводных лодок (БРПЛ), что стимулировало разработку методов триангуляции, которые в конечном итоге привели к созданию GPS. Существует две причины для необходимости точного определения позиции запуска и скорости ракеты. Во-первых, это повышает точность попадания в цель, уменьшая радиус вероятного отклонения (КВО), а следовательно, снижает потребность в тяжелых многомегатонных ядерных боеголовках предыдущего поколения, таких как W53, для гарантированного уничтожения цели. Во-вторых, благодаря повышению точности наведения, на одну ракету можно разместить большее количество легких боеголовок с многокилотонной мощностью, что позволяет поражать большее число отдельных целей одной ракетой.

Глобальная система позиционирования

В выходные дни Дня труда 1973 года на встрече в Пентагоне, в которой участвовало около двенадцати военнослужащих, обсуждалось создание Оборонной навигационной спутниковой системы (DNSS). Именно на этой встрече "произошел настоящий синтез, который и стал основой GPS". Позднее в том же году программа DNSS получила название Navstar, или Навигационная система, использующая временные и дальномерные измерения. В ходе разработки подводной ракеты Polaris возникла потребность в точном определении местоположения подводной лодки для обеспечения высокой вероятности попадания боеголовки в заданную цель. Это привело к разработке США системы Transit. В 1959 году ARPA (переименованная в DARPA в 1972 году) также принимала участие в программе Transit. Первая спутниковая навигационная система Transit, использовавшаяся ВМС США, была успешно испытана в 1960 году. Она использовала группировку из пяти спутников и могла обеспечивать определение местоположения примерно раз в час. В 1967 году ВМС США разработали спутник Timation, который доказал возможность размещения высокоточных часов в космосе – технологии, необходимой для будущей Глобальной системы позиционирования. В 1970-х годах наземная навигационная система Омега, основанная на фазовом сравнении сигналов, передаваемых парами станций, стала первой в мире системой радионавигации глобального масштаба. Ограничения этих систем обусловили необходимость создания более универсального навигационного решения с повышенной точностью. Несмотря на широкую потребность в точной навигации в военных и гражданских секторах, практически ничто из этого не рассматривалось как оправдание для миллиардных затрат на исследования, разработку, развертывание и эксплуатацию группировки навигационных спутников. Во время гонки вооружений в период холодной войны ядерная угроза существованию Соединенных Штатов была единственным фактором, который, по мнению Конгресса США, оправдывал такие расходы. Именно этот сдерживающий эффект стал причиной финансирования GPS. Ядерная триада состояла из баллистических ракет подводных лодок ВМС США (SLBM), стратегических бомбардировщиков ВВС США (USAF) и межконтинентальных баллистических ракет (ICBM). Точное определение позиции запуска SLBM считалось жизненно важным для ядерного сдерживания и являлось множителем боевой мощи. Точная навигация позволяла бы американским подводным лодкам с высокой точностью определять свое местоположение перед запуском SLBM, а также повышала точность бомбардировщиков ВВС и МБР. Данные от системы Transit ВМС были слишком медленными для высоких скоростей операций ВВС. Научно-исследовательская лаборатория ВМС продолжала совершенствовать спутники Timation (Time Navigation), впервые запущенные в 1967 году, а третий спутник, запущенный в 1974 году, вывел на орбиту первые атомные часы. Еще одним важным предшественником GPS стала разработка, осуществленная другим родом войск США. В 1964 году армия США вывела на орбиту свой первый спутник SECOR (Sequential Collation of Range), предназначенный для геодезических исследований. Система SECOR включала три наземных передатчика, расположенных в известных точках, которые передавали сигналы на спутниковый транспондер на орбите. Четвертая наземная станция, находящаяся в неизвестном месте, могла использовать эти сигналы для точного определения своего местоположения. Последний спутник SECOR был запущен в 1969 году. Спустя десятилетия, в первые годы использования GPS, гражданская геодезия стала одной из первых областей, применивших новую технологию, поскольку геодезисты могли использовать сигналы от еще не полностью сформированной группировки GPS за годы до ее официального ввода в эксплуатацию. GPS можно рассматривать как эволюцию системы SECOR, в которой наземные передатчики были выведены на орбиту.

During a Labor Day weekend in 1973, a meeting of about twelve military officers at the Pentagon discussed the creation of a Defense Navigation Satellite System (DNSS). It was at this meeting that "the real synthesis that became GPS was created." Later that year, the DNSS program was named Navstar, or Navigation System Using Timing and Ranging. During the development of the submarine launched Polaris missile, a requirement to accurately know the submarine's location was needed to ensure a high circular error probable warhead target accuracy. This led the US to develop the Transit system. In 1959, ARPA (renamed DARPA in 1972) also played a role in Transit. The first satellite navigation system, Transit, used by the United States Navy, was first successfully tested in 1960. It used a constellation of five satellites and could provide a navigational fix approximately once per hour. In 1967, the US Navy developed the Timation satellite that proved the ability to place accurate clocks in space, a technology required by the latter Global Positioning System. In the 1970s, the ground based Omega Navigation System, based on phase comparison of signal transmission from pairs of stations, became the first worldwide radio navigation system. Limitations of these systems drove the need for a more universal navigation solution with greater accuracy. While there were wide needs for accurate navigation in military and civilian sectors, almost none of those was seen as justification for the billions of dollars it would cost in research, development, deployment, and operation for a constellation of navigation satellites. During the Cold War arms race, the nuclear threat to the existence of the United States was the one need that did justify this cost in the view of the United States Congress. This deterrent effect is why GPS was funded. The nuclear triad consisted of the United States Navy's submarine launched ballistic missiles (SLBMs) along with United States Air Force (USAF) strategic bombers and intercontinental ballistic missiles (ICBMs). Considered vital to the nuclear deterrence posture, accurate determination of the SLBM launch position was a force multiplier. Precise navigation would enable United States submarines to get an accurate fix of their positions before they launched their SLBMs. and promised increased accuracy for Air Force bombers as well as ICBMs. Updates from the Navy Transit system were too slow for the high speeds of Air Force operation. The Navy Research Laboratory continued advancements with their Timation (Time Navigation) satellites, first launched in 1967, and with the third one in 1974 carrying the first atomic clock into orbit. Another important predecessor to GPS came from a different branch of the United States military. In 1964, the United States Army orbited its first Sequential Collation of Range (SECOR) satellite used for geodetic surveying. The SECOR system included three ground based transmitters from known locations that would send signals to the satellite transponder in orbit. A fourth ground based station, at an undetermined position, could then use those signals to fix its location precisely. The last SECOR satellite was launched in 1969. Decades later, during the early years of GPS, civilian surveying became one of the first fields to make use of the new technology, because surveyors could reap benefits of signals from the less than complete GPS constellation years before it was declared operational. GPS can be thought of as an evolution of the SECOR system where the ground based transmitters have been migrated into orbit.