150 секунд между пусками: зачем СССР запускал вторую Р-12 вслед за ядерной

Вторую Р-12 запускали через 150 секунд после первой, чтобы проверить, сможет ли советская противоракетная оборона обнаружить следующую цель после ядерного взрыва. Ракета несла измерительные приборы и одновременно служила мишенью для радиолокаторов. В ходе серии испытаний выяснилось, что станции дальнего обнаружения способны терять цель из-за ионизационных помех, хотя аппаратура непосредственного наведения противоракеты продолжает работать.

27 октября 1961 года на полигоне Капустин Яр такую последовательность повторили дважды. Заряды мощностью по 1,2 килотонны подорвали на высотах 150 и 300 километров. Радиолокаторы Сары-Шагана у озера Балхаш должны были обнаружить следующие за ними контрольные ракеты, а экспериментальная система ПРО «А» — выполнить наведение противоракет.

Испытатели моделировали вполне реальную угрозу. Противник мог произвести предварительный высотный подрыв, чтобы ослепить советские радиолокаторы перед подлётом основных боеголовок. Кроме того, в будущих системах ПРО предполагалось использовать противоракеты с ядерными зарядами. Их собственные взрывы тоже могли мешать дальнейшей работе обороны.

Когда исправный радиолокатор слепнет

Высотный ядерный взрыв способен нарушить работу радиолокатора, не повредив его аппаратуру.

На высотах в сотни километров атмосфера крайне разрежена. Однако рентгеновское и гамма-излучение взрыва воздействует на окружающий газ, выбивая электроны из атомов и молекул. Возникают области повышенной ионизации, изменяющие условия распространения радиоволн.

Проходя через такую область, радиолокационный сигнал может ослабевать, отражаться или рассеиваться. На экране появляются помехи, среди которых трудно выделить настоящую цель.

Передатчик остаётся исправным, приёмник продолжает работать. Но станция уже не может уверенно определить, где находится ракета.

Характер воздействия зависит от мощности и высоты взрыва, расположения цели, концентрации свободных электронов и длины радиоволны.

Последнее обстоятельство имело принципиальное значение. Ионизированный газ обладает свойствами плазмы. При определённой концентрации электронов он способен отражать радиоволны с частотой ниже так называемой плазменной частоты. Чем выше рабочая частота радиолокатора, тем больше концентрация электронов, при которой возникает такое отражение.

Для примера: в упрощённой модели плазмы трёхметровая радиоволна встречает порог отражения при концентрации порядка 100 триллионов свободных электронов в кубическом метре. Для волны длиной 30 сантиметров требуется концентрация примерно в сто раз выше.

Поэтому дециметровые волны проходят через некоторые ионизированные области, непрозрачные для метровых. Полной защиты переход на более короткие волны не гарантирует.

Для конструкторов ПРО выбор диапазона становился вопросом боевой устойчивости всей системы. Радиолокатор, прекрасно обнаруживающий ракеты в обычных условиях, после высотного взрыва мог на некоторое время оказаться бесполезным.

Отдельную опасность представлял электромагнитный импульс. Он наводит напряжения в кабелях и электрических цепях, вызывая сбои и повреждения оборудования. Ионизационные помехи действуют иначе: даже неповреждённая станция может потерять возможность наблюдать цель.

Именно это различие предстояло исследовать во время операции «К».

Перехват состоялся. Что будет после взрыва?

К октябрю 1961 года экспериментальная система ПРО «А», созданная под руководством Григория Васильевича Кисунько, уже доказала возможность поражения баллистической цели.

4 марта она перехватила головную часть ракеты Р-12, запущенной из Капустина Яра.

Вместо штатной боевой части ракета несла весовой макет — стальную плиту массой 500 килограммов. Он воспроизводил массу головной части, но не содержал боевого заряда.

Противоракета В-1000 получила команды с земли и на высоте около 25 километров подорвала осколочно-фугасную боевую часть. Киносъёмка зафиксировала разрушение цели.

За успешным перехватом стояла сложная последовательность операций.

Первым приближающуюся головную часть обнаруживал радиолокатор «Дунай-2». Его данные поступали на вычислительную машину М-40, которая рассчитывала траекторию и выдавала целеуказание трём радиолокаторам точного наведения (РТН).

Эти станции сопровождали цель и противоракету. Вычислительная машина рассчитывала команды управления, которые передавались на борт В-1000 по радиолинии.


В марте вся эта система действовала без помех от ядерного взрыва.

Теперь предстояло испытать самый уязвимый участок цепочки — первоначальное обнаружение.

Если «Дунай-2» терял цель, вычислительная машина не получала своевременных координат. Радиолокаторы точного наведения не могли заблаговременно начать сопровождение, а подготовка перехвата задерживалась.

В худшем случае ракета противника проходила через зону обороны раньше, чем система успевала выдать необходимые команды. Все элементы комплекса могли оставаться исправными, но выполнить свою задачу он уже не успевал.

Так что испытателям требовалось выяснить не просто время существования помех. Важно было установить, сохраняет ли оборона способность провести следующий перехват.

Сто пятьдесят секунд между стартами

В испытаниях «К-1» и «К-2» использовали баллистические ракеты средней дальности Р-12.

Первую оснащали ядерным зарядом мощностью около 1,2 килотонны. Подрыв производили на нисходящем участке баллистической траектории, когда головная часть достигала заданной высоты.

Через 150 секунд после старта первой Р-12 запускали контрольную ракету того же типа. Ядерного заряда на ней не было. Вместо него размещали аппаратуру для измерения воздействия взрыва.

Интервал отсчитывался именно между стартами. К моменту подрыва первого заряда контрольная ракета уже находилась в полёте.

Она выполняла сразу две задачи.

Её приборы измеряли потоки излучения и заряженных частиц, а радиолокаторы использовали саму ракету как цель с заранее известной траекторией.

После ядерного подрыва система «А» должна была обнаружить контрольную Р-12, рассчитать параметры её движения и направить к ней противоракету В-1000.

Противоракету запускали в телеметрическом варианте, без боевой части. Установленная аппаратура регистрировала параметры полёта и позволяла оценивать точность наведения. Поэтому речь шла об условном перехвате: уничтожать контрольную Р-12 не требовалось.

В таком построении эксперимента заключалось удачное техническое решение.

Одна ракета одновременно служила измерительным объектом и проверочной целью для радиолокаторов. Причём её расчётную траекторию знали заранее. Если станция переставала видеть ракету или ошибалась в определении координат, исследователи могли сопоставить её показания с независимыми данными о движении цели.

Обычный радиолокационный опыт показал бы, что станция теряет сигнал после взрыва. Контрольная Р-12 позволяла проверить всю последовательность действий системы ПРО, включая обнаружение, расчёт траектории и наведение противоракеты.

На Сары-Шагане за работой комплекса наблюдали специалисты нескольких организаций. В воспоминаниях Кисунько язвительно сравнивал членов государственной комиссии со зрителями в правительственной ложе.

Основная работа между тем велась на удалённых позициях. Ракетчикам, операторам радиолокаторов, расчётам командных пунктов и сотрудникам измерительных станций требовалось действовать по единому временному графику.

Ошибка в последовательности пусков, задержка обнаружения или сбой вычислительной машины могли нарушить эксперимент. Повторить его означало бы заново организовать два ракетных пуска, включая настоящий ядерный взрыв.

Стальной контейнер посреди степи

Работа испытателей не заканчивалась с падением ракеты.

Часть измерительной аппаратуры должна была вернуться на землю. Для этого использовали прочные стальные контейнеры, способные перенести воздействие взрыва и последующее падение.

Один из типов контейнеров имел форму двояковыпуклой линзы диаметром 525 миллиметров и весил около 130 килограммов. Снаружи его покрывали термостойким материалом.

Такие контейнеры размещали на ракете с ядерным зарядом. Аналогичные устройства использовали и на контрольных Р-12, где устанавливали по два контейнера с измерительной аппаратурой.

После выполнения измерений контейнеры падали в казахстанскую степь без парашютов.

Теперь их предстояло найти.

Над предполагаемыми районами падения работали вертолёты, оборудованные гамма-радиометрами. Приборы позволяли обнаруживать металлические контейнеры по наведённой радиоактивности.

Поисковые группы обследовали степь, находили приборные блоки и доставляли их специалистам. От сохранности этих контейнеров зависело, сколько измеренных параметров удастся получить для последующего анализа.

Что показали два взрыва

27 октября 1961 года состоялись оба запланированных испытания.

По коллективным исследованиям специалистов советской ядерной отрасли, в операции «К-1» заряд взорвался на высоте 150 километров, в операции «К-2» — на высоте 300 километров.

В книге Григория Кисунько «Секретная зона», изданной в 1996 году, высоты приведены в обратном порядке. Однако коллективный труд «Ядерные испытания СССР» (1997) и исследование Игоря Андрюшина, Александра Чернышева и Юрия Юдина «Укрощение ядра» (2003) дают последовательность 150 и 300 километров. Она и принята здесь как более надёжная документальная хронология.


Главный технический результат операции Кисунько описывал в своих воспоминаниях.

Радиолокационные станции обнаружения «Дунай-2» и ЦСО-П, работавшие в метровом диапазоне, испытывали сильные помехи от ионизированных образований.

ЦСО-П — опытная Центральная станция обнаружения, созданная как альтернативный «Дунаю-2» вариант станции дальнего обнаружения. Она разрабатывалась по иной технической концепции: в отличие от «Дуная-2» с непрерывным излучением, ЦСО-П использовала импульсный принцип работы. По свидетельству Кисунько, именно на этой станции воздействие помех оказалось особенно сильным.

Иначе обстояло дело с аппаратурой непосредственного наведения противоракеты.

Радиолокаторы точного наведения, командные радиолинии и бортовые системы В-1000 после получения целеуказания сохраняли работоспособность. Кисунько объединял их понятием «стрельбовая радиоэлектроника» — средства, обеспечивавшие сопровождение цели, расчёт перехвата и управление противоракетой.

По его свидетельству, эта часть системы «А» продолжала выполнять свои задачи и в условиях высотных ядерных взрывов.

Получалось, что наиболее уязвимым звеном комплекса было первоначальное обнаружение. Если станция дальнего обнаружения успевала выдать целеуказание, дальнейшее наведение могло проходить штатно. Если же цель терялась до этого момента, вся цепочка оказывалась под угрозой срыва.

Кисунько обобщал результаты всей серии 1961–1962 годов. По опубликованным данным нельзя установить, теряли ли «Дунай-2» и ЦСО-П возможность обнаруживать цель полностью именно 27 октября 1961 года и, если да, на сколько секунд или минут. Ответ могли бы дать журналы работы станций и протоколы испытаний.

Следующий год: в 250 раз мощнее

В 1962 году операцию «К» продолжили с гораздо более мощными зарядами.

22 октября провели «К-3» с подрывом на высоте 290 километров. 28 октября состоялась «К-4» на высоте 150 километров, а 1 ноября — «К-5» на высоте 59 километров.

Мощность каждого заряда составляла 300 килотонн — в 250 раз больше, чем в опытах 1961 года.

Схему измерений расширили. Вслед за ракетой с ядерным зарядом теперь запускали две контрольные Р-12: через 50 и 350 секунд после первого старта. Это позволяло изучать воздействие взрыва на объекты, находившиеся в разных точках траектории.

В операциях «К-3» и «К-4» дополнительно использовали по четыре ракеты МР-12 с приборами для измерения излучения и концентрации электронов.

Исследователи получили данные о радиолокационных помехах, изменениях радиационной обстановки и воздействии электромагнитного импульса на наземную инфраструктуру.

Именно к мощному взрыву «К-3» относятся сообщения о наведённых токах, повреждениях кабельных линий и нарушениях электроснабжения в Казахстане. В 1961 году мощность зарядов была совершенно иной, поэтому эти последствия нельзя переносить на первые два испытания.

Результаты всей серии подтвердили, что высотный ядерный взрыв способен воздействовать на радиотехнические системы разными способами. Одни эффекты повреждали электрические цепи, другие нарушали прохождение радиосигналов. Для ПРО оба были опасны, но требовали разных технических решений.

5 августа 1963 года СССР, США и Великобритания подписали Московский договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой. Советская серия высотных ядерных испытаний к тому времени уже завершилась.

Спор после испытаний

Полученные результаты имели прямое отношение к дальнейшему развитию советской противоракетной обороны.

Григорий Кисунько использовал данные операции «К», обосновывая выбор дециметрового диапазона для станции «Дунай-3», предназначенной для системы ПРО Москвы.

Испытания наглядно показали уязвимость метровых радиолокаторов к ионизационным образованиям. При этом средства точного наведения, работавшие в других диапазонах, сохраняли способность выполнять свои задачи.

Для Кисунько это был аргумент в пользу изменения подхода к созданию новых станций.

Он предлагал перевести в дециметровый диапазон и радиолокаторы предупреждения о ракетном нападении, строившиеся в районах Мурманска и Риги. По мнению конструктора, сохранение метрового диапазона подвергало их опасности ослепления после высотного ядерного взрыва.

Однако изменить диапазон строившейся радиолокационной станции — далеко не то же самое, что перенастроить готовый передатчик.

Рабочая частота определяет конструкцию антенны, параметры передающей и приёмной аппаратуры, особенности обработки сигналов. Переход в другой диапазон требует пересмотра существенной части проекта, новых расчётов и испытаний. Для уже строившихся объектов это означало дополнительные сроки и затраты.

Поэтому спор выходил за пределы вопроса о преимуществах той или иной длины волны. Речь шла о пересмотре решений, принятых ещё до получения результатов операции «К».

В воспоминаниях Кисунько писал, что его предложения встретили сопротивление. Сам конструктор объяснял это нежеланием руководителей и разработчиков признать ошибочность прежнего выбора.

Кисунько добивался, чтобы результаты операции «К» учитывались и при строительстве станций предупреждения о ракетном нападении. Но, по его свидетельству, убедить оппонентов ему не удалось. Полученные в ходе ядерных испытаний данные сами по себе ещё не гарантировали пересмотра утверждённых технических проектов.