Содержание
ударная волна и разрушение / Хабр
Сегодня исполняется 100 лет со дня рождения Андрея Сахарова, отца советского термоядерного оружия, одного из ведущих создателей самой мощной бомбы в истории человечества АН602. Благодаря труду этого ученого и многих других физиков, математиков и инженеров, СССР достиг ядерного паритета в Холодной Войне, и тем самым сделал бессмысленным её переход в горячую стадию.
В предыдущем материале мы рассказали о том, как создавался волюметрический эффект грибовидного облака
Проблема окружающего мира
Атомный взрыв — это нечто совершенно выдающееся, то, что должно потрясти маленький игровой мир до основания и затронуть все элементы окружения. Мир должен разделиться на «до» и «после» — так, как оно происходило в реальной жизни.
Световая вспышка озаряет все пространство в радиусе десятков километров, будучи видимой сквозь облака и туман. По мере прохождения ударной волны облака из-за локального нагрева испаряются, а затем конденсируются заново.
Во влажную погоду возможна конденсация облаков и куполов из воздуха, как это происходило во время испытаний Crossroads «Able» или РДС-3 .
Конденсационный купол во время испытания РДС-3
Прохождение ударной волны по земной поверхности сопровождается поднятием облаков пыли. Ударная волна взрыва распространяется на дистанции в несколько километров, воздействуя на деревья, здания и другие объекты, разрушая их. Число объектов, одновременно затронутых ударной волной, измеряется тысячами.
Воздействие ударной волны на здание
Реализация этих воздействий хотя бы на визуальном уровне является сложной задачей со множеством аспектов, и по части внешнего вида, и по части производительности. Серьезной проблемой и отличием эффекта от остальных является его огромный размер: любая микродеталь по факту является и макродеталью тоже. Поэтому изменение алгоритма и его настройка для улучшения какого-то одного аспекта (например, воздействие волны в городской застройке) может привести к снижению качества в других ситуациях.
А усложнение алгоритма за счет разных веток для разных ситуаций серьезно снижает производительность шейдеров.
Ударная волна
Реализация пыли и дыма, поднятого взрывом, как полноценного волюметрика, будет слишком затратной в производительности — детали такого волюметрика будут иметь характерные размеры в десятки метров, при этом сам эффект будет иметь в поперечнике более десяти километров. Поэтому было принято решение реализовать ударную волну и пылевые облака в виде декали, накладываемой на все остальные объекты сцены. Для типовых изометрических ракурсов подобный подход внешне практически ничем не отличается от полноценного волюметрического прохода.
При виде сверху границы между волюметриком и декалью практически не видно. Зеленой стрелкой показана граница ударной волны, реализованной декалью
Но, когда камера опускается на уровень земли, неоднородность становится хорошо заметной. Вполне возможно, что в будущем будет добавлен еще один проход, как раз для этих случаев.
Красным обведен «честный» волюметрический эффект.
Обведенное зеленым пространство занято декалью.
Для того, чтобы поднятая с земли пыль лучше соответствовала ландшафту, в качестве диффузного цвета для нее используется самый грубый лод виртуальной текстуры земли, интерполированный в сторону серо-коричневого «пыльного» цвета. В большинстве случаев такой цвет получается адекватным.
Облака и конденсационные купола
Для отображения воздействия атомного взрыва на небо был написан вариант шейдера облаков, в котором функция плотности подвергается возмущению ударной волной. В некотором радиусе от эпицентра облака испаряются. Также, в этом шейдере было реализовано освещение облаков мощной световой вспышкой взрыва. Разумеется, подобная модификация шейдера заметно увеличила время его выполнения (в среднем в полтора раза), особенно для погоды с малым числом облаков (ведь проходящая ударная волна создает новые облака в пустом пространстве).
Ночной взрыв. Освещение облаков, конденсационный купол. Видно испарение облаков в сфере вокруг взрыва
Создание конденсационных куполов вокруг взрыва потребовало написание нового волюметрика, так как эти купола располагаются ниже слоя облаков и обладают более тонкой детализацией.
Эта детализация, как и в случае оригинального атомного взрыва, обеспечена трехкратным применением перлиновского шума в полярных координатах.
Конденсационное облако
Для того, чтобы окружающий грибовидное облако конденсационный купол корректно отображался, купол был разделен на две части, одна из которых рисуется до волюметрика взрыва, а вторая после.
Граница между частями облака. Сплошным цветом показан занятый конденсационным облаком объем.
Само появление конденсационных куполов и их конфигурация случайны. Но вероятность их появления и длительность сильно зависит от влажности воздуха (являющейся одним из параметров погоды) и концентрации облаков на локации, поэтому во влажную и туманную погоду они будут появляться почти всегда.
Разрушение
Одним из самых трудносимулируемых эффектов атомного взрыва является разрушение объектов, попавших под ударную волну. Для ударной волны атомного взрыва характерны не только колоссальные размеры, но и высокий скоростной напор, швыряющий обломки в сторону от эпицентра.
Перед взрывом……и после
Для игры со свободной камерой, вроде War Thunder, требуется показать разрушение всех объектов. Нельзя выбрать какой-то один ракурс или одну группу объектов, разрушение требуется всему на всех локациях. Ситуация усложняется тем, что большой процент ассетов вообще не имеет анимаций разрушения или разрушенного состояния. А даже если эти анимации имеются, то они реализованы на клиент-серверной архитектуре и выполняются на CPU, и одновременная анимация тысяч объектов мгновенно выберет весь ресурс производительности.
С другой стороны, атомный взрыв в текущей реализации является актом завершения игровой сессии, поэтому синхронизация данных с CPU или с сервером не нужна, и разрушение может быть реализовано как чисто визуальный эффект. И огромный объем вычислений траекторий и анимаций можно переложить на видеокарту.
Если при создании самого грибовидного облака можно было пользоваться большим числом кадров атомных испытаний, то референсов разрушения намного меньше.
Тем не менее, во многих испытаниях проводилось измерение воздействия ударной волны на сооружения, и некоторые кадры этих испытаний находятся в публичном доступе.
На текущий момент нет технической возможности реализовать поражающий эффект светового излучения в виде воспламенения и дымления поверхностей — реализовано только освещение и обугливание. Поэтому на этом этапе разработки было принято решение увеличить поражающую мощь ударной волны для зрелищности эффекта. При фактической мощности взрыва 40 килотонн ударная волна соответствует взрыву в 100 кт.
Необходимость весьма специфической анимации разрушения абсолютно для всех объектов сцены, включая неразрушимые, потребовала специфического решения. Анимация разрушения выполняется с помощью геометрического шейдера, разбивающего ассеты на отдельные полигоны, которые далее летят по индивидуальным траекториям.
Траектория каждого обломка рассчитывается, исходя из силы ударной волны на заданном расстоянии. В зависимости от высоты поражаемого объекта и силы волны рассчитывается «линия среза».
Чем выше объект и чем слабее волна, тем выше располагается «линия среза». Для плотной городской застройки это имитирует гашение ударной волны у земли при сохранении поражающей силы на высоте. Но в общем случае это предположение о прочности неверно и требует серьезной доработки.
Заранее запеченная карта высот местности вокруг взрыва используется для остановки падающих обломков, но сама траектория движения – это равноускоренное движение материальной точки, и никакой реальной физики столкновения обломков и земной поверхности нет. Во время движения каждый треугольник вращается в двух координатных плоскостях до момента остановки.
Крупные полигоны генерируют до трех полигонов-обломков, с тем же размером, но далее в пиксельном шейдере в шахматном порядке происходит их отсечение. Это хорошо скрывает полигональную топологию разрушения для относительно небольших треугольников. На крупных треугольниках «шахматы» просматриваются явно.
«Шахматный» паттерн, используемый для эффекта
Цена разрушения
Я почувствовал значительное возмущение в Силе, будто миллионы видеокарт одновременно вскрикнули в ужасе, а потом внезапно умолкли.
..
Геометрические шейдеры в игровой индустрии практически не используются, так как запись вершинных данных и генерация новой геометрии занимают слишком много времени. Некоторые платформы (например, Mac) вообще не поддерживают геометрические шейдеры, предлагая вместо этого использовать компут.
К сожалению, это недоверие к геометрическим шейдерам полностью оправдано.
На 1060 GTX разрушение города с типового изометрического ракурса занимает 10 мс на кадр. Для наиболее детализированных локаций со множеством высокополигональных зданий разрушение занимает уже порядка 20 мс, что вкупе с рендером остального кадра снижает FPS до 30. Учитывая зрелищность процесса разрушения и тот факт, что он происходит в момент прекращения игрового процесса, такая частота кадров видится нормальной (к тому же, сам шейдерный процесс разрушения исключает фризы, поэтому FPS будет стабильным). Но видеокарта 1060 ввиду этого является предельной, поэтому анимация разрушения с обломками отображается только на пресетах «максимум» и «кино».
Для всех остальных пресетов генерируются только остовы зданий и других объектов, что на порядок дешевле, так как остовы не требуют геометрического прохода.
Альтернативой геометрическим шейдерам в этом является использование компут шейдеров для генерации вершинных буферов. Но, учитывая объем генерируемой геометрии, потребуется существенное выделение памяти, а также серьезная переделка конвейера рендера объектов — при этом не факт, что при таком подходе будет достигнуто ускорение по сравнению с геометрическим шейдером.
Итоги
Полученный визуальный эффект может быть воспроизведен с любого ракурса для любой локации, погоды и времени суток, и для этого не требуется никакой настройки со стороны художников. Любая новая локация или новый ассет будут легко переварены алгоритмом, переиграны и уничтожены. И любой игрок с достаточно мощной видеокартой сможет сам записать подобный ролик:
Тем не менее, эффект проигрывает по зрелищности и деталям эффектам, которые целиком сконструированы и отрисованы для одной сцены.
Универсальный алгоритм никогда не даст того, что дает индивидуальная настройка и корректировка.
Суммарно эффект использует примерно 1 мб видеопамяти, та как практически все его элементы генерируются в реальном времени. Это особенно важно в условиях дефицита видеопамяти на ряде платформ.
Также, абсолютно все элементы атомного взрыва и разрушения могут быть легко улучшены и отмасштабированы для большего реализма и зрелищности ценой падения производительности, что формирует хороший задел на будущие улучшения. Световой поражающий фактор и огромные пожары ждут своего момента.
Как я перестал бояться и полюбил бомбу
Наверное, это самая крутая и сложная задача по графике, над которой я когда-либо работал.
За время разработки эффекта было проведено примерно 10000 атомных испытаний, в самых разных частях мира, включая несуществующие города и территории. Даже сказочный летающий архипелаг из TailSpin не избежал тяжкой поступи атомной эры.
Ну а настроение в ходе разработки было примерно таким:
Что такое тактическое ядерное оружие и чем оно отличается от обычного?
- Mнение
18 мая 2022
На фоне отсутствия крупных достижений российской армии в войне против Украины в Москве все чаще звучат угрозы и намеки на использование ядерного оружия.
Применит ли Кремль свой последний козырь и какие последствия это будет иметь?
Для понимания вероятности такого развития событий, следует понимать, какое именно ядерное оружие есть в РФ и по каким правилам его могут применить.
Тактическое ядерное оружие
В России существует несколько видов ядерного вооружения. Основные — это стратегическое и тактическое ядерное оружие (по квалификации НАТО есть также Оперативное ядерное оружие, нестратегическое ядерное оружие и ракетные войска стратегического назначения).
К стратегическому ядерному оружию относят только самые мощные носители, преодолевающие межконтинентальные расстояния. Сюда входят межконтинентальные баллистические ракеты, стратегические морские силы, базирующиеся на подводных лодках, и стратегические бомбардировщики Ту-95 и Ту-160, которые могут использовать ракеты воздушного базирования.Эти виды ядерного оружия имеют большую дальность и создавались во времена СССР для противостояния США. В последние десятилетия их количество сокращается.
В случае с Украиной Москва может использовать тактическое ядерное оружие (ТЯО), которое отличается от стратегического малой мощностью и применением на относительно короткой дистанции. У боезарядов ТЯО тротиловый эквивалент обычно не превышает нескольких килотонн, а часто бывает меньше одной килотонны (атомная бомба, унесшая жизни около 146 000 человек в Хиросиме, имела мощность 15 килотонн).
Эти боезаряды могут быть размещены на различных типах ракет, которые обычно используются для доставки обычных взрывчатых веществ. Их даже можно использовать как артиллерийские снаряды на поле боя. Они также были разработаны для самолетов и кораблей — например, торпеды и глубинные бомбы для поражения подводных лодок.
К примеру ракеты «Калибр», которыми Россия бомбит украинские города, могут иметь ядерные боезаряды, относящиеся к ТЯО. Эти крылатые ракеты устанавливаются как на надводных, так и подводных кораблях, которые наносили удары по Украине с Черного и даже Каспийского моря. Они могут запускать ракеты на 1500-2000 км.
Помимо этого, российская ракетная установка «Искандер» с дальностью в 400-500 км также может иметь ядерную боеголовку.
Еще в прошлогоднем заявлении от 12 мая 2021 года заместитель помощника министра обороны США по ядерной и противоракетной обороне Леонор Томеро отметила, что Россия считает тактическое ядерное оружие элементом сдерживания противников, контроля за эскалацией потенциальных боевых действий и противодействия США и их союзникам. По ее словам, у РФ 1000-2000 единиц нестратегического ядерного оружия более десятка типов.
Ударит ли Россия по Украине?
Между тем, главный вопрос заключается в том, что прибегнет ли Россия к использованию тактического ядерного оружия, чтобы получить преимущество на поле боя в Украине.
Еще в феврале Путин публично приказал министру обороны Сергею Шойгу привести ядерные силы в «особую боевую готовность». Он также предупредил в телевизионном заявлении, что, если другая страна вмешается в так называемую специальную военную операцию, Россия немедленно отреагирует, «и последствия будут такими, каких вы никогда не видели за всю свою историю».
Через несколько дней после начала так называемой «специальной военной операции» России в Украине Путин приказал перевести силы сдерживания в особый режим боевого дежурства. 22 марта пресс-секретарь президента РФ Дмитрий Песков заявил американским журналистам о концепции нацбезопасности страны, допускающей применение ядерного оружия, если государство окажется под угрозой существования.
Как заявил в апреле директор ЦРУ Билл Бернс, учитывая неудачи РФ на украинском фронте, «никто не может легкомысленно относиться к угрозе, которую представляет потенциальное применение ядерного оружия малой мощности». При этом он добавил, что пока США не видят практических доказательств развертывания или военной дислокации, которые усилили бы эту озабоченность.
Западные официальные лица и аналитики говорят, что Россия оценила цену применения ядерного оружия как непомерно высокую и угрозой его применения Кремль пытается удержать США и его союзников от активной военно-технической помощи Украине.
В то время как американские официальные лица хотят, чтобы Москва знала, что применение ядерного оружия будет иметь серьезные последствия, часть стратегии сдерживания, как это ни парадоксально, состоит в том, чтобы не сигнализировать о том, каким именно будет ответ западных стран. Об этом, как пишет Financial Times, заявил профессор политологии Стэнфордского университета Скотт Саган. Однако и он допускает, что Россия может перейти ядерный порог, несмотря на предостережения Запада.
Поводов для опасений добавил и сам президент Украины Владимир Зеленский. В начале мая в интервью австралийскому телеканалу «Nine Network» он заявил, что Путин может задействовать ядерное оружие, поскольку россияне «уже продемонстрировали безответственность на украинских АЭС».
Так что же останавливает Россию?
Надеяться в этой ситуации можно на то, что высшее российское руководство и генералитет осознают, что это незаконный удар будет нарушением Женевских конвенций.
Прежде чем сбросить ядерные бомбы, они могут хорошенько подумать над тем, хотят ли они жить в мире, где применение такого вида оружия является обыденностью.
Точка зрения авторов публикаций не обязательно отражает мнение и позицию TRT на русском.
Мы приветствуем любые предложения и открыты к сотрудничеству. Чтобы связаться с редакцией, воспользуйтесь формой обратной связи.
- Корабли
- СССР
- США
- Путин
- Шойгу
Журналист (Украина)
Новости по теме
Национальный проект Беларуси: повороты истории и непрогнозируемое будущее
Исторический анамнез белорусов дает шанс их национальному проекту на успех. Ведь его не уничтожили ни русификация во времена Российской империи, ни советизация при СССР, ни ужасы Второй мировой войны, в которой Беларусь потеряла четверть населения
Facebook и Twitter удалили аккаунты «фабрики троллей»
Facebook и Twitter удалили 18 аккаунтов и 2 страницы.
Они использовались российским Агентством интернет-исследований для предвыборной пропаганды в США. В последнее время основным объектом атак был кандидат-демократ Джо Байден
Почему Северный Кавказ так важен?
Северный Кавказ на протяжении истории являлся ареной борьбы различных сил. Регион, которым стремились завладеть те или иные цивилизации, и в наше время обладает важным стратегическим значением
Почему США не должны «красть» врачей под предлогом кризиса COVID-19
На прошлой неделе Государственный департамент США заявил о поиске в развивающихся странах «новых умов», способных помочь преодолеть последствия Covid-19
В той же категории
Миграционные потоки Израиля: с Востока на Запад
Наряду с притоком в Израиль евреев, желающих получить гражданство страны, сегодня наблюдается и активный отток успешных израильтян в более благополучные страны.
Как работают «сообщающиеся сосуды» Израиля и диаспоры?
Турция может укрепить Шанхайскую организацию сотрудничества
В случае дальнейшей интеграции Турции в ШОС Организация получит новый импульс к развитию, а с учетом амбиций и способностей турецкого руководства Анкара сможет реализовать новые экономические проекты и диверсифицировать собственные внешние связи
Как страны мира сегодня соотносятся по их человеческому потенциалу
Кто в мире живет лучше всех и как военное и экономическое могущество стран соотносится с их благосостоянием
Россия-Греция: конец дружбе и православному единству?
Дипломатические взаимоотношения Москвы и Афин переживают глубокий кризис. Почему это произошло? Что стало причиной разрыва и почему геополитическое православное единство — это миф кабинетных ученых?
Что ещe Вы хотели бы узнать?
Корабли
СССР
США
Путин
Шойгу
Статус Айя-Софии — внутреннее дело Турции
Госсовет Турции на заседании утром 2 июля вынес вердикт, что решение о статусе Айя-Софии в Стамбуле будет принято в течение максимум 15 дней
Будущее Израиля выглядит туманным
Бывший руководитель разведки считает, что подполье в Израиле стремительно растет и предсказывает будущее еврейского государства как «плохое или очень плохое»
Посол РФ впечатлен усилиями Турции по обеспечению безопасности туристов
Другим странам следует изучить систему сертификации «Безопасный туризм», используемую в Турции, — считает глава дипмиссии России в Анкаре Алексей Ерхов
Казахстанский транзит ровняет курс
Идущее в эти дни голосование по поправкам в Конституцию РФ часто сравнивают с транзитом власти в соседних государствах бывшего СССР.
Прежде всего, речь тут о Казахстане. Там первый президент передал власть преемнику, став Елбасы. К чему это привело?
Трамп, Москва и «талибы» VS Демпартия США
Дональд Трамп, Москва и «талибы» называют фейком публикацию The New York Times о заказах российской разведкой нападений на американских военных в Афганистане. Скандал вызвал большой резонанс в мире и эскалацию политического противостояния в США
Радиоактивный пепел: 10 игр про ядерную войну
В наше непростое время в СМИ все чаще можно услышать об угрозах использования атомной бомбы, как будто сейчас снова наступил Карибский кризис. Вспоминаем десять самых диких игр про ядерную войну, ловим момент, пока над ними еще можно смеяться.
Starcraft
Ядерная война в Starcraft случается строго по желанию игрока. Атомная бомба — дорогое, требовательное к ресурсам излишество. Если в киберспортивном матче задаться целью отправить соперника на тот свет в ядерном пожаре, вы рискуете перегрузить экономику и вылететь через 2 минуты от зерг-раша.
Но в умелых руках атомная бомба — грозное оружие, позволяющее добиться решающего перевеса в схватке.
Civilization
Самый злодейский вариант завершения партии в Civilization — тотальное уничтожение других государств в ходе ядерной войны — стал настолько популярным, что породил серию мемов, вырвавшихся за пределы игрового комьюнити. Ядерный Ганди (баг, из‑за которого миролюбивый правитель посыпает соседей атомными боеголовками) теперь обсуждается на курсах информатики в Гарвардском университете как пример целочисленного переполнения.
World in Conflict
Совсем уж невеселая в нынешней ситуации игра про войну США и СССР. World in Conflict вышла 15 лет назад, но до сих пор выглядит достойно, выделяясь на фоне пародийной Red Alert и гиперактивной Call of Duty своим мрачным сюжетом о противостоянии двух сверхдержав и загубленных судьбах простых людей.
Splinter Cell
Нет, атомные бомбы с небес в этой игре не падают, но нависшая за кадром угроза ядерной войны электризует действие на экране точно так же, как, например, ограбление в тарантиновских «Бешеных псах» заряжает драмой последующие за ним разборки на складе.
На территории иностранного государства вы творите до того бесстыжий и беззаконный беспредел, что, если вас поймают и докажут причастность США, например, к совершенному вами похищению министра или убийству дипломата, немедленно начнется Третья мировая.
F.E.A.R.
И еще одна игра, в которой нет ядерной войны, зато есть один атомный взрыв, восхитительным джампскейромЖуткий момент, от которого вы подпрыгиваете. и клиффхэнгеромИстория заканчивается на самом интересном месте. обрывающий основной сюжет. Ничто живое (и неживое) не могло уцелеть в этом взрыве. Противная зомби-девочка нас больше не потревожит, летим домой с чистой совестью. Можно выдохнуть. Все хорошо. Ой.
Call of Duty
Инди-разработчик Рами Исмаил как‑то сказал, что игры делают ради взрывов. Call of Duty в этом смысле лучшая игра на планете. В ней все постоянно бабахает и взрывается, а ядерный взрыв в Modern Warfare и вовсе подается как ресторанный десерт. На первое вам скормили лихую перестрелку, на второе — спасение боевого товарища, на сладкое он вываливается за борт падающего вертолета, а вишенкой на торте гибнете и вы.
Metro Last Light
Редкий случай, когда мы не наблюдаем за пагубными последствиями ядерной войны или за предшествующим ей политическим кризисом, а видим ее непосредственное начало. Чудовищно переигрывающие актеры и до зубовного скрежета фальшивая грустная музыка опошляют пафос, но сцена запуска межконтинентальных баллистических ракет, снятая из кабины терпящего крушение пассажирского самолета, — одна из лучших находок второй игры во вселенной «Метро 2033».
Duke Nukem
Ядерная война здесь ужата до размеров одного отдельно взятого мужчины и бушует главным образом у него в голове, выплескиваясь оттуда огненными фразочками и ударами могучего ботинка. Дословно имя героя переводится как «Герцог Подорви-их-ядерной-бомбой», и в середине девяностых он на сто процентов оправдывал столь громкий титул не менее яркими похождениями.
А потом Дюк заглох. Вялая попытка вернуться в 2011 году ни к чему хорошему не привела — такому герою, кажется, лучше не возвращаться.
Fallout
Ни один топ игр о ядерной войне не будет полным без Fallout. Можно брать навскидку любую часть и разбирать показанный в ней крах человеческой цивилизации, сгоревшей в ядерном пожаре. Сегодня вспомним Fallout 3. В одном городе там создан целый культ неразорвавшейся бомбы, а сама она, как памятник, стоит на главной площади. Fallout — игра о выборе и последствиях. Все мы знаем, что там можно сделать… Вы потеряли карму!
DEFCON
Минималистичная стратегия про мировую термоядерную войну. Самое лаконичное и пронзительное антивоенное высказывание в этом топе. Безобидные пузырьки ядерных взрывов постепенно усеивают контурную карту мира. Сухая статистика подытоживает количество жертв (Нью-Йорк: 10 миллионов погибших). Под убаюкивающее мигание разноцветных лампочек планете приходит конец.
Если у вас панический страх перед ядерной войной, то игра может стать аналогом шоковой терапии или спровоцировать нервный срыв.
Command and Conquer: Generals
Пугающе злободневный фарс про войну Китая и США.
Войска КНДР выполнены по-расистски стереотипно: говорят по-английски (с азиатским акцентом!), фоном играют псевдонародные китайские мотивы, а юниты, если по ним кликнуть, размышляют о грядущем величии Поднебесной. Наш любимец — танк-дракон, поливающий все вокруг огнем и цитирующий модного в те годы рэпера Нелли.
Что говорит наука: Сможет ли человечество выжить в ядерной войне между НАТО и Россией?
Российский лидер Владимир Путин предположил, что он рассмотрит возможность применения ядерного оружия, если столкнется с военным ответом НАТО на Украине или столкнется с прямой угрозой его личности или режиму. Если война распространится на страны НАТО, такие как Эстония или Польша, произойдет прямая конфронтация между США и Россией с явной опасностью безудержной ядерной эскалации.
Таким образом, мир, возможно, сейчас ближе к ядерному конфликту, чем когда-либо с 19-го века.62 Кубинский ракетный кризис. Так как же в реальности будет выглядеть полномасштабный обмен ядерными ударами? Действительно ли это глобальный Армагеддон, или некоторые люди и места смогут его пережить?
Многие ученые уже исследовали этот вопрос.
Их работы на удивление мало известны, вероятно, потому, что в мирное время никто не хочет думать о немыслимом. Но у нас уже не мирное время и над нашей планетой снова нависли тени многочисленных грибовидных облаков.
Текущие запасы ядерного оружия
Последняя оценка российского ядерного военного потенциала показывает, что на начало 2022 года в России имеется примерно 4477 ядерных боеголовок — почти 6000, если включить «списанные» боеголовки. У США имеется аналогичный запас из 5500 боеголовок, из которых 3800 могут быть быстро развернуты.
Взрывную силу этого оружия трудно понять. Было подсчитано, что во время Второй мировой войны было взорвано около 3 миллионов тонн (мегатонн или Мт) тротилового эквивалента. Для сравнения, каждая из британских подводных лодок Trident несет 4 мегатонны тротилового эквивалента на 40 ядерных боеголовках, а это означает, что каждая подводная лодка может нанести больше взрывных разрушений, чем за всю Вторую мировую войну.
Хиросима и Нагасаки
В 1945 году США атаковали японские города Хиросима и Нагасаки атомными бомбами, дав нам два реальных примера воздействия ядерного оружия на население.
В общей сложности 140 000 человек в Хиросиме и 73 000 в Нагасаки погибли мгновенно или в течение пяти месяцев из-за ядерного взрыва, интенсивного теплового излучения огненного шара и ионизирующего излучения.
Многие люди, оказавшиеся в радиусе 1 км от эпицентра, обуглились тепловыми лучами, а те, кто находился на расстоянии до 1,5 км, страдали от внезапных ожогов с последующим шелушением больших участков кожи. Некоторые, особенно те, кто находился внутри зданий, превратились в белые кости, поскольку вся плоть испарилась от сильного жара.
Руины Нагасаки, Япония, после атомной бомбардировки 9 августа 1945 года. Фото: Shutterstock/Everett Collection
Многие выжившие, впоследствии известные как hibakusha на японском языке, страдали острой лучевой болезнью (ОЛБ) из-за нейтронов и гамма-лучей, испускаемых при расщеплении ядер при взрывах.
Симптомы включали кровавый понос, выпадение волос, лихорадку и сильную жажду. Многие позже умерли. Помимо прямого излучения от огненных шаров, они также подверглись воздействию радиоактивных осадков от бомбы.
Интенсивно изучались долговременные эффекты радиации, которым подвергается hibakusha , включая повышенный уровень лейкемии и солидного рака. Однако атомная бомбардировка не была автоматическим смертным приговором: среди примерно 100 000 выживших избыточный уровень заболеваемости раком в последующие годы составил около 850, а лейкемии — менее 100.
Хиросима и Нагасаки показывают, что, если не считать краткосрочного ОРС, долгосрочная радиация от радиоактивных осадков будет наименьшей из наших проблем после ядерной войны. Гораздо серьезнее будет социальный коллапс, голод и распад большей части планетарной биосферы.
«Ограниченный» ядерный конфликт – 100 боеголовок между Индией и Пакистаном
До войны на Украине казалось очень маловероятным, что сверхдержавы снова столкнутся друг с другом, поэтому многие исследователи обратились к изучению последствий более ограниченных ядерных конфликтов.
В одном из исследований, опубликованном два года назад, рассматривались вероятные последствия обмена ядерными ударами в виде примерно 100 взрывов мощностью 15 кт каждый, как в Хиросиме, на наиболее густонаселенные городские районы Индии и Пакистана. По оценкам, каждый взрыв испепелил территорию площадью 13 квадратных километров, при этом сценарии образовалось около 5 Тг (тераграммов) сажи, поскольку дым от лесных пожаров и горящих зданий попал в атмосферу.
Прямая человеческая смерть в этом «ограниченном» сценарии ядерной войны не подсчитывается в исследовании, но предположительно исчисляется десятками или сотнями миллионов. Планетарные воздействия также серьезны: когда сажа достигает стратосферы, она распространяется по всему миру, блокируя поступающую солнечную радиацию и снижая температуру поверхности Земли на 1,8°C в течение первых пяти лет.
Это будет более сильное похолодание, чем вызванное любым недавним извержением вулкана, и большее, чем любое возмущение климата, по крайней мере, за последние 1000 лет.
Характер осадков резко меняется, а общее количество осадков уменьшается примерно на 8 процентов. (Эти результаты получены на основе широко используемых климатических моделей того же типа, которые используются для прогнозирования долгосрочного воздействия выбросов парниковых газов.)
Экспорт продовольствия падает, поскольку запасы истощаются в течение одного года, и к четвертому году в общей сложности 1,3 миллиарда человек столкнутся с потерей примерно пятой части своего текущего запаса продовольствия. Исследователи приходят к выводу, что «региональный конфликт с использованием менее 1 процента мирового ядерного арсенала может иметь неблагоприятные последствия для глобальной продовольственной безопасности, не имеющие себе равных в современной истории».
Исследование, проведенное в 2014 году по тому же сценарию (обмен 100 ядерными боеголовками между Индией и Пакистаном), показало, что сажа, проникающая в стратосферу, нанесет серьезный ущерб озоновому слою Земли, увеличив проникновение УФ-излучения на 30-80 процентов в середине широты.
Исследователи пишут, что это нанесет «широкомасштабный ущерб здоровью человека, сельскому хозяйству, наземным и водным экосистемам». «Совместное охлаждение и усиленное ультрафиолетовое излучение окажут значительное давление на мировые запасы продовольствия и могут спровоцировать глобальный ядерный голод».
Ядерные ракеты. Фото: Shutterstock/Олексий Марк
Полномасштабный ядерный обмен
Если глобальный ядерный голод может возникнуть в результате всего лишь 100 ядерных взрывов, то к чему может привести более полный обмен несколькими тысячами боеголовок, находящихся в текущих запасах США и России?
В одном исследовании 2008 года рассматривался сценарий ядерной войны между Россией и США, в котором Россия нацелила бы 2200 единиц оружия на страны Запада, а США нацелили бы по 1100 единиц оружия на Китай и Россию. Таким образом, в общей сложности детонирует 4400 боеголовок, что эквивалентно примерно половине нынешних запасов, имеющихся у России и США.
Ядерное оружие, имеющееся у других государств, не использовалось в этом сценарии, мощность взрыва которого составляет 440 Мт, что примерно в 150 раз превышает мощность всех бомб, взорванных во Второй мировой войне. Эта полномасштабная ядерная война, по оценкам, унесла 770 миллионов прямых жизней и привела к образованию 180 Тг сажи от горящих городов и лесов. В США около половины населения окажется в пределах 5 км от эпицентра, а пятая часть граждан страны будет убита на месте.
Последующее исследование, опубликованное в 2019 г., посмотрел на сравнимый, но немного меньший выброс атмосферной сажи в 150 Тг после ядерной войны эквивалентного масштаба. Опустошение вызывает столько дыма, что только 30-40 процентов солнечного света достигает поверхности Земли в последующие шесть месяцев.
Затем следует резкое падение температуры, при этом погода остается ниже нуля в течение всего последующего лета в Северном полушарии. Например, в Айове модель показывает, что температура остается ниже 0°C в течение 730 дней подряд.
Вегетационного периода нет. Это настоящая ядерная зима.
Это не просто короткое сообщение. Летом температура по-прежнему опускается ниже нуля в течение нескольких лет после этого, а глобальные осадки уменьшаются наполовину к третьему и четвертому годам. Требуется более десяти лет, чтобы что-то вроде климатической нормальности вернулось на планету.
К этому времени большая часть населения Земли будет давно мертва. Производство продуктов питания в мире рухнет более чем на 90 процентов, что вызовет глобальный голод, который убьет миллиарды людей. В большинстве стран по этому сценарию к концу второго года выживает менее четверти населения. Мировые рыбные запасы сокращаются, а озоновый слой разрушается.
Модели очень специфичны. В сценарии ядерной войны 4400 боеголовок/150 Тг сажи, усредненном за последующие пять лет, в Китае наблюдается снижение калорийности пищи на 97,2 процента, во Франции на 97,5 процента, в России на 99,7 процента, в Великобритании на 99,5 процента и в США на 98,9 процента.
процент. Во всех этих странах практически все, кто пережил первоначальные взрывы, впоследствии умрут от голода.
Вымирание человечества?
Даже сценарий ядерной войны с выбросом 150 Тг сажи на порядки меньше, чем количество дыма и других твердых частиц, выброшенных в атмосферу астероидом, упавшим на Землю в конце мелового периода, 65 миллионов лет назад, убив динозавров и около две трети видов, живущих в то время.
Это означает, что некоторые люди выживут, чтобы в конечном итоге вновь заселить планету, и что вымирание Homo sapiens на уровне вида маловероятно даже после полномасштабной ядерной войны. Но подавляющее большинство человечества погибнет от ожогов, радиации и голода, и человеческая цивилизация, скорее всего, полностью рухнет. Оставшиеся в живых будут зарабатывать на жизнь на опустошенной, бесплодной планете.
Именно это общее понимание последствий ядерного Армагеддона привело к 1985 заявление тогдашнего президента США Рональда Рейгана и генерального секретаря СССР Михаила Горбачева о том, что «ядерную войну нельзя выиграть и никогда нельзя вести».
Это заявление было подтверждено президентами Байденом и Путиным совсем недавно, в январе 2022 года. Даже когда на Украине бушует война, оно остается таким же верным сейчас, как и тогда.
Когда детские больницы бомбят, а бегущие беженцы обстреливаются, эмоции накаляются. Но хладнокровие должно в конечном итоге возобладать, чтобы мы могли коллективно отступить от грани конфронтации Россия-НАТО, пока не стало слишком поздно. Цена ядерной эскалации — планетарное самоубийство, без победителей. Это не спасет жизни на Украине — просто число погибших в нынешней войне увеличится с тысяч до миллиардов.
Изображение: Испытание ядерной бомбы в океане. Фото: Shutterstock/Ромоло Тавани
Категории
- Наука
Как небольшая ядерная война изменит всю планету
В 2013 году Индия испытывает свою ракету Agni-5, способную нести ядерные боеголовки. Предоставлено: Pallava Bagla/Corbis via Getty
Все начинается в 2025 году, когда обостряются отношения между Индией и Пакистаном из-за спорного региона Кашмир.
Когда террорист атакует объект в Индии, эта страна отправляет танки через границу с Пакистаном. В качестве демонстрации силы против вторгшейся армии Пакистан решает взорвать несколько небольших ядерных бомб.
На следующий день Индия производит собственные атомные взрывы, и в течение нескольких дней страны начинают бомбить десятки военных объектов, а затем сотни городов. В результате взрывов погибают десятки миллионов людей.
Этот ужасающий сценарий — только начало. Дым от сожженных городов поднимается высоко в атмосферу, окутывая планету пеплом сажи, блокирующим солнечные лучи. Планета погружается в глубокий холод. В течение многих лет посевы увядают от Калифорнии до Китая. Голод наступает по всему миру.
Это мрачное видение возможного будущего исходит из последних исследований о том, как ядерная война может изменить мировой климат. Они основаны на давней работе о «ядерной зиме» — сильном глобальном похолодании, которое, по прогнозам исследователей, последует за крупной ядерной войной, такой как тысячи бомб, летящих между Соединенными Штатами и Россией.
Но гораздо более мелкие ядерные конфликты, вероятность возникновения которых выше, также могут иметь разрушительные последствия для всего мира.
На этой неделе исследователи сообщают, что ядерная война между Индией и Пакистаном может привести к неурожаю в десятках стран, что уничтожит запасы продовольствия для более чем одного миллиарда человек 1 . Другое исследование показывает, что ядерная зима резко изменит химический состав океанов и, возможно, уничтожит коралловые рифы и другие морские экосистемы 2 . Эти результаты являются результатом самых всесторонних усилий, направленных на то, чтобы понять, как ядерный конфликт повлияет на всю систему Земли, от океанов до атмосферы, на существ на суше и в море.
Ученые хотят разобраться в этих вопросах, потому что ядерная угроза растет. От Северной Кореи до Ирана страны наращивают свой ядерный потенциал. А некоторые, в том числе Соединенные Штаты, отказываются от усилий по контролю над вооружениями. Знание возможных экологических последствий ядерного конфликта может помочь политикам оценить угрозу, говорит Сет Баум, исполнительный директор Института глобальных катастрофических рисков в Нью-Йорке, изучавший риски возникновения ядерной зимы.
«Уточнение деталей того, как это может быть плохо, полезно для принятия обоснованных решений», — говорит он.
Прогнозы холодной войны
Исследования ядерной зимы возникли во время холодной войны, когда Соединенные Штаты и Советский Союз накопили десятки тысяч ядерных боеголовок в рамках подготовки к полномасштабным атакам. Встревоженные воинственной риторикой лидеров, ученые в 1980-х годах начали моделировать, как ядерная война может изменить планету после первых ужасных смертей от взрывов 3 , 4 . Исследователи, включая американского планетолога и специалиста по связям с общественностью Карла Сагана, описали, как дым от сожженных городов блокирует солнечный свет и погружает большую часть планеты в глубокий мороз, который длится месяцами, даже летом.0114 4 . Более поздние исследования несколько смягчили прогнозы, обнаружив несколько менее резкое похолодание 5 . Тем не менее советский лидер Михаил Горбачев назвал ядерную зиму одним из факторов, побудивших его работать над сокращением ядерных арсеналов страны.
После распада Советского Союза в 1991 году мировые запасы ядерного оружия продолжали сокращаться. Но поскольку многие тысячи боеголовок все еще существуют, а все больше стран становятся ядерными державами, некоторые исследователи утверждают, что ядерная война — и ядерная зима — остаются угрозой. Они переключились на изучение последствий ядерных войн, которые были бы меньше, чем тотальное уничтожение США и СССР.
Президент США Джордж Буш и президент СССР Михаил Горбачев празднуют подписание Договора о сокращении стратегических наступательных вооружений 31 июля 1991 года. Фото: Peter Turnley/Corbis/VCG via Getty
Это включает в себя возможность войны между Индией и Пакистаном, говорит Брайан Тун, атмосферный физик из Университета Колорадо в Боулдере, который занимался исследованиями ядерной зимы со времен учебы у Сагана. Обе страны имеют около 150 ядерных боеголовок, и обе вложили значительные средства в спорный пограничный район Кашмира, где в прошлом году террорист-смертник убил десятки индийских военнослужащих.
«Это опасная ситуация, — говорит Тун.
И Индия, и Пакистан испытали ядерное оружие в 1998 году, подчеркнув растущую геополитическую напряженность. К середине 2000-х годов Тун рассматривал сценарий, в котором страны взорвали 100 атомных бомб размером с Хиросиму, в результате чего погибло около 21 миллиона человек. Он также связался с Аланом Робоком, атмосферным ученым из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике, штат Нью-Джерси, который изучает, как извержения вулканов охлаждают климат почти так же, как ядерная зима. Используя передовую климатическую модель НАСА, ученые рассчитали, как сажа, поднимающаяся от сожженных городов, будет окружать планету. По всему темному, холодному земному шару сельскохозяйственные урожаи будут сокращаться.
Но после всплеска публикаций на эту тему Робок, Тун и их коллеги изо всех сил пытались найти финансирование для продолжения своих исследований. Наконец, в 2017 году они получили грант на сумму почти 3 миллиона долларов США от Open Philanthropy Project, частной группы в Сан-Франциско, которая поддерживает исследования глобальных катастрофических рисков.
Цель состояла в том, чтобы проанализировать каждый этап ядерной зимы — от начальной огненной бури и распространения ее дыма до сельскохозяйственных и экономических последствий. «Мы впервые собрали все эти части воедино», — говорит Робок.
Группа рассмотрела несколько сценариев. Они варьируются от американо-российской войны с участием большей части мирового ядерного арсенала, которая выбросит в атмосферу 150 миллионов тонн сажи, до индийско-пакистанского конфликта со 100 боеголовками, в результате которого будет произведено 5 миллионов тонн сажи 6 . Сажа оказывается ключевым фактором того, насколько плохой будет ядерная зима; Через три года после взрыва бомб глобальная температура должна была упасть более чем на 10 °C в первом сценарии — больше, чем похолодание во время последнего ледникового периода, — но чуть более чем на 1 °C во втором.
Тун, Робок и их коллеги использовали наблюдения за крупными лесными пожарами в Британской Колумбии, Канада, в 2017 году, чтобы оценить, насколько высокий уровень дыма от горящих городов будет подниматься в атмосферу 7 .
Во время лесных пожаров солнечный свет нагревал дым и заставлял его подниматься выше и сохраняться в атмосфере дольше, чем могли бы ожидать ученые. То же самое может произойти после ядерной войны, говорит Робок.
Раймонд Жанло, геофизик и эксперт по политике в области ядерных вооружений из Калифорнийского университета в Беркли, говорит, что включение таких оценок является важным шагом к пониманию того, что произойдет во время ядерной зимы. «Это отличный способ перекрестной проверки моделей», — говорит он.
Сравнение с гигантскими лесными пожарами также может помочь в разрешении разногласий по поводу масштабов потенциального воздействия. Команда из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико утверждает, что группа Робока переоценила, сколько сажи будут производить горящие города и как высоко будет подниматься дым 8 .
Лос-Аламосская группа использовала свои собственные модели для моделирования воздействия на климат Индии и Пакистана, сбросивших 100 бомб размером с Хиросиму.
Ученые обнаружили, что в верхние слои атмосферы попадет гораздо меньше дыма, чем сообщали Тун и Робок. Команда из Лос-Аламоса рассчитала, что с меньшим количеством сажи, затемняющей небо, изменение климата будет гораздо более мягким — и никакой ядерной зимы.
На параде 2005 года в Исламабаде, Пакистан, грузовик несет ракету большой дальности Shaheen II, которая может быть вооружена ядерной боеголовкой. Фото: Фарук Наим/AFP через Getty
Разница между группами сводится к тому, как они моделируют количество топлива, которое потребляет огненная буря, и как это топливо превращается в дым. «После взрыва ядерного оружия все становится чрезвычайно сложным, — говорит Джон Рейснер, физик, возглавляющий группу в Лос-Аламосе. «У нас есть возможность моделировать источник, и мы также понимаем процесс горения. Я думаю, что мы лучше понимаем, сколько сажи потенциально может быть произведено». Сейчас Рейснер также изучает лесные пожары в Канаде, чтобы увидеть, насколько хорошо его модели воспроизводят количество дыма, попадающего в атмосферу от испепеляющего леса.
Робок и его коллеги ответили ответами в журнале «око за око» 9 . Среди прочего, они говорят, что команда из Лос-Аламоса смоделировала сжигание более зеленых насаждений, а не густонаселенного города.
Темные моря
Пока бушуют эти дебаты, группа Робока опубликовала результаты, демонстрирующие широкий спектр последствий ядерных взрывов.
Это включает в себя изучение столкновений с океаном, впервые это было сделано, говорит член команды Николь Ловендуски, океанограф из Университета Колорадо в Боулдере. Когда Тун впервые предложил ей поработать над проектом, она сказала: «Я подумала, что это действительно мрачная тема». Но она была заинтригована тем, как может развиваться исследование. Обычно она изучает, как меняются океаны в постепенно нагревающемся мире, а не быстрое охлаждение ядерной зимой.
Ловендуски и ее коллеги использовали ведущую климатическую модель для проверки сценария войны между США и Россией. «Это случай с молотком, в котором вы забиваете всю земную систему», — говорит она.
Она обнаружила, что через один-два года после ядерной войны глобальное похолодание повлияет на способность океанов поглощать углерод, что приведет к резкому увеличению их рН. Это противоположно тому, что происходит сегодня, поскольку океаны поглощают атмосферный углекислый газ, а вода становится более кислой.
Она также изучала, что произойдет с арагонитом, минералом в морской воде, который необходим морским организмам для создания раковин вокруг себя. Команда ученых сообщила, что через два-пять лет после ядерного конфликта в холодных темных океанах будет меньше арагонита, что поставит организмы под угрозу.0114 2 .
При моделировании некоторые из самых больших изменений в арагоните произошли в регионах с коралловыми рифами, таких как юго-западная часть Тихого океана и Карибское море. Это говорит о том, что экосистемы коралловых рифов, которые уже испытывают стресс из-за потепления и окисления вод, могут особенно сильно пострадать во время ядерной зимы. «Это изменения в системе океана, которые раньше никто не рассматривал», — говорит Ловендуски.
И это не единственные эффекты океана. По словам Джошуа Купе, аспиранта Рутгерского университета, через несколько лет после ядерной войны «ядерный ниньо» взбудоражит Тихий океан. Это усиленная версия явления, известного как Эль-Ниньо. В случае ядерной войны между США и Россией из-за темного неба пассаты изменят направление и вода скопится в восточной части Тихого океана. Как и во время Эль-Ниньо, засухи и проливные дожди могут преследовать многие части мира в течение семи лет, сообщил Купе в декабре прошлого года на собрании Американского геофизического союза.
За пределами океанов исследовательская группа обнаружила сильное воздействие на наземные культуры и запасы продовольствия. Йонас Ягермейр, исследователь продовольственной безопасности из Годдардовского института космических исследований НАСА в Нью-Йорке, использовал шесть ведущих моделей сельскохозяйственных культур, чтобы оценить, как сельское хозяйство отреагирует на ядерную зиму. Даже относительно небольшая война между Индией и Пакистаном будет иметь катастрофические последствия для остального мира, сообщают он и его коллеги на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences .
0193 1 . В течение пяти лет производство кукурузы (кукурузы) упадет на 13%, производство пшеницы — на 11%, а производство сои — на 17%.
Сильнее всего воздействие будет в средних широтах, в том числе в житницах, таких как Средний Запад США и Украина. Запасы зерна кончатся через год-два. По словам Ягермейра, большинство стран не смогут импортировать продовольствие из других регионов, потому что они тоже столкнутся с неурожаем. По его словам, это самый подробный обзор того, как последствия ядерной войны повлияют на запасы продовольствия. Исследователи не подсчитали, сколько людей будет голодать, но говорят, что последующий голод будет хуже, чем когда-либо в задокументированной истории.
Фермеры могут отреагировать на это выращиванием кукурузы, пшеницы и соевых бобов в тех частях земного шара, которые менее всего пострадают от ядерной зимы, говорит Дипак Рэй, исследователь продовольственной безопасности из Миннесотского университета в Сент-Поле. Такие изменения могут помочь смягчить продовольственный шок, но лишь частично.
Суть в том, что война, в которой задействовано менее 1% мирового ядерного арсенала, может разрушить запасы продовольствия на планете.
«Удивительный вывод, — говорит Ягермейр, — заключается в том, что даже сценарий малой войны имеет разрушительные глобальные последствия».
Потерянные ядерные бомбы, которые никто не может найти
Загрузка
Утерянный указатель | Ядерная
Потерянные ядерные бомбы, которые никто не может найти
(Изображение предоставлено Getty Images)
Автор Зария Горветт
4 августа 2022
re все еще там по сей день. Как это случилось? Где они могут быть? И найдем ли мы их когда-нибудь?
I
Это было мягкое зимнее утро в разгар холодной войны.
17 января 1966 года, около 10:30 утра, испанский рыбак, ловящий креветок, увидел, как бесформенный белый пакет упал с неба… и бесшумно скользнул в сторону моря Альборан.
Под ним что-то висело, но он не мог разобрать, что именно. Затем он скользнул под волны.
В то же время в соседней рыбацкой деревушке Паломарес местные жители посмотрели на такое же небо и стали свидетелями совсем другой сцены – двух гигантских огненных шаров, несущихся к ним. В считанные секунды сонная деревенская идиллия рухнула. Здания тряслись. Осколки летят к земле. Части тела упали на землю.
Несколько недель спустя Филип Мейерс получил сообщение через телетайп — устройство, которое могло отправлять и получать примитивные электронные письма. В то время он работал офицером по обезвреживанию бомб на авиабазе Сигонелла на востоке Сицилии. Ему сказали, что в Испании произошла сверхсекретная чрезвычайная ситуация, и что он должен сообщить об этом в течение нескольких дней.
Однако миссия оказалась не такой секретной, как надеялись военные. «Это не было неожиданностью, когда меня вызвали, — говорит Мейерс. Даже публика знала, что происходит. Когда в тот вечер он посетил званый обед и объявил о своем таинственном путешествии, его предполагаемая конфиденциальность стала чем-то вроде шутки.
«Это было немного неловко, — говорит Мейерс. «Это должно было быть секретом, но мои друзья рассказали мне, почему я иду».
В течение нескольких недель газеты всего мира сообщали о страшном происшествии — два американских военных самолета столкнулись в воздухе, разбросав четыре термоядерные бомбы B28 по Паломарес. Три были быстро обнаружены на суше, но один исчез в сверкающих голубых просторах на юго-востоке, затерянный на дне близлежащей полосы Средиземного моря. Теперь его искали — вместе с боеголовкой мощностью 1,1 мегатонны и взрывной мощностью 1 100 000 тонн в тротиловом эквиваленте.
Потерянные бомбы в Паломаресе выбросили семь фунтов (3,2 кг) плутония в дикую природу (Фото: Getty Images)
Неизвестный номер
неуместный. С 1950 года произошло по крайней мере 32 так называемых несчастных случая со «сломанной стрелой» — с участием этих катастрофически разрушительных устройств для выравнивания земли. Во многих случаях оружие было сброшено по ошибке или выброшено за борт во время чрезвычайной ситуации, а затем восстановлено.
Но три американские бомбы пропали без вести — они все еще там и по сей день, скрываясь в болотах, полях и океанах по всей планете.
«В основном мы знаем об американских делах, — говорит Джеффри Льюис, директор Восточноазиатской программы нераспространения в Центре исследований в области нераспространения им. Джеймса Мартина, Калифорния. Он объясняет, что полный список появился только после того, как в 1980-х годах была рассекречена сводка, подготовленная Министерством обороны США.
Многие из них произошли во время холодной войны, когда страна балансировала на грани гарантированного взаимного уничтожения (MAD) с Советским Союзом и, следовательно, держала в небе самолеты, вооруженные ядерным оружием, все время с 19с 60 по 1968 год в операции, известной как Chrome Dome.
«Мы не так много знаем о других странах. На самом деле мы ничего не знаем о Соединенном Королевстве или Франции, России или Китае», — говорит Льюис. «Поэтому я не думаю, что у нас есть что-то вроде полного бухгалтерского учета».
Ядерное прошлое Советского Союза особенно туманно — по состоянию на 1986 год он накопил 45 000 единиц ядерного оружия. Известны случаи, когда страна теряла ядерные бомбы, которые так и не были возвращены, но, в отличие от инцидентов в США, все они имели место на подводных лодках и места их расположения известны, если недоступны.
Один начался 8 апреля 1970 года, когда пожар начал распространяться по системе кондиционирования воздуха советской атомной подводной лодки К-8 во время ее погружения в Бискайском заливе — коварном участке воды в северо-восточной части Атлантического океана у побережья Испании и Франции, которые печально известны своими сильными штормами и где многие суда встретили свой конец. У него было четыре ядерных торпеды на борту, и когда он быстро затонул, то унес с собой радиоактивный груз.
Однако эти потерянные корабли не всегда оставались на месте. В 1968 августа в Тихом океане к северо-западу от Гавайев загадочным образом затонула советская К-129 вместе с тремя ядерными ракетами.
США вскоре узнали об этом и решили тайно попытаться вернуть этот ядерный приз, «что само по себе было довольно сумасшедшей историей», — говорит Льюис.
Сегодня ядерная оборона США состоит из межконтинентальных баллистических ракет (МБР) наземного базирования, самолетов-бомбардировщиков и подводных лодок с баллистическими ракетами (ПЛАРБ). деятельности, в том числе в качестве пилота и кинорежиссера, сделал вид, что заинтересовался глубоководной добычей полезных ископаемых. «Но на самом деле это была не глубоководная добыча полезных ископаемых, это была попытка создать гигантскую клешню, которая могла бы опуститься на морское дно, схватить подводную лодку и поднять ее обратно», — говорит Льюис. Это был проект «Азориан» — и, к сожалению, он не сработал. Подводная лодка развалилась во время подъема.
«Таким образом, это ядерное оружие упало бы на морское дно», — говорит Льюис. Некоторые люди думают, что оружие остается там и по сей день, застряв в своей ржавой могиле, хотя другие считают, что в конце концов его нашли.
Время от времени появляются сообщения о том, что часть потерянного ядерного оружия США была найдена.
Еще в 1998 году отставной военный офицер и его напарник были охвачены внезапной решимостью обнаружить бомбу, сброшенную недалеко от острова Тайби, штат Джорджия, в 1998 году.58. Они взяли интервью у пилота, который первоначально потерял ее, а также у тех, кто искал бомбу все эти десятилетия назад, и сузили поиск до пролива Вассоу, близлежащего залива Атлантического океана. В течение многих лет дуэт индивидуалистов прочесывал местность на лодке, волоча за собой счетчик Гейгера, чтобы обнаруживать любые контрольные всплески радиации.
И вот однажды оно появилось именно в том месте, которое описал пилот, — пятно с уровнем радиации в 10 раз выше, чем где-либо еще. Правительство немедленно направило группу для расследования. Но увы, это было не ядерное оружие. Аномалия была связана с естественным излучением минералов на морском дне.
Итак, на данный момент три потерянные водородные бомбы США — и, по крайней мере, несколько советских торпед — принадлежат океану, сохранены как памятники опасности ядерной войны, хотя о них в значительной степени забыли.
Почему мы до сих пор не нашли все это мошенническое оружие? Есть ли риск их взрыва? И вернем ли мы их когда-нибудь?
Скрытый объект
Когда Мейерс наконец добрался до Паломареса – испанской деревни, где в 1966 году упал бомбардировщик B52 – власти все еще искали пропавшую ядерную бомбу. Каждую ночь его команда спала в палатках в деревне, где было холодно и сыро. «Это было похоже на английскую зиму, — говорит он. В течение дня они делали очень мало – это была игра в ожидание.
«Это стандартное военное дело, поторопитесь и подождите», — говорит Мейерс. «Нам пришлось спешить, а затем мы две недели ничего не делали. А потом после этого подводные исследования стали очень серьезными».
Подводный аппарат «Элвин» едва не утащили на глубину, когда он сбросил бомбу «Паломарес». Фото: Getty Images. Одной из них была малоизвестная теорема 18-го века, изобретенная пресвитерианским священником, ставшим математиком-любителем, которая помогает людям использовать информацию о прошлых событиях для расчета вероятности их повторения.
Они использовали эту технику «байесовского вывода», чтобы решить, где искать бомбу, чтобы помочь им искать наиболее эффективным способом и максимизировать свои шансы найти ее.
Второй была «Элвин», передовая глубоководная подводная лодка, способная погружаться на беспрецедентные глубины. Подобно круглой белой акуле, она каждый день спускалась в глубокие синие воды Средиземного моря с командой людей в животе и начинала визуальную охоту.
Три пропавших американских бомбы
Что? Одна термоядерная бомба Mark 15. Где? Тайби-Айленд, Джорджия. Когда? 5 февраля 1958 года. Как? Он был сброшен, чтобы уменьшить вес самолета для более безопасной посадки.
Что? Одна термоядерная бомба B43. Где? Филиппинское море. Когда? 5 19 декабря65. Как? Самолет-бомбардировщик, пилот и ядерное оружие соскользнули с борта лодки-носителя, и их больше никто не видел.
Что? Одна термоядерная бомба B28FI, вторая ступень. Где? Авиабаза Туле, Гренландия. Когда? 22 мая 1968 года.
Как? Пожар в кабине вынудил экипаж катапультироваться, в результате чего самолет разбился с ядерной нагрузкой на борту.
1 марта 1966 года маленькая подводная лодка наконец-то что-то заметила: след, оставленный бомбой, когда она впервые упала на морское дно. Более поздние изображения показали жуткую сцену — закругленный наконечник пропавшего ядерного оружия, покрытый призрачным покровом, его белый парашют, который частично раскрылся при падении, запутавшись в своем драгоценном грузе. Эта смертоносная металлическая трубка каким-то образом стала напоминать человека, наряженного для Хэллоуина в простыню.
Но борьба не закончилась. Теперь работа Мейерса заключалась в том, чтобы выяснить, как достать эту бомбу со дна океана, где она находилась на глубине 2850 футов (869 м). Они импровизировали своего рода леску из нескольких тысяч футов прочной нейлоновой веревки и металлического крючка — идея заключалась в том, чтобы защелкнуть устройство и тянуть его вверх, пока оно не окажется достаточно близко к поверхности, чтобы дайвер мог погрузиться.
и закрепите его более тщательно. «Таков был план. Он не сработал», — говорит Мейерс.
«Все это делалось очень обдуманно, осторожно и медленно», — говорит Мейерс. «Поэтому мы просто ждали… мы были встревожены, желая посмотреть, что мы будем делать дальше, когда это произойдет». Им удалось зацепить ядерную бомбу, и они начали поднимать ее из воды. Они подняли его со дна, когда случилась катастрофа. Парашют, реанимированный после сна на дне океана, внезапно начал делать то, что у них получается лучше всего — замедлять скорость своего груза и затруднять его движение.
Бомба, потерянная у борта авианосца «Тикондерога», предположительно находится в 50 милях (80 км) от побережья Окинавы, Япония. делать на земле?» говорит Мейерс. В конце концов, парашют так сильно натянул стропу и крюк, что просто лопнул, и ядерная бомба медленно скользнула обратно вниз. На этот раз он оказался еще глубже, чем раньше. (Маленький Элвин — со своей командой людей — едва не запутался и не оказался вместе с ним на дне.
)
Мейерс был опустошен. «Это было крайне разочаровывающим», — говорит он. Теперь, когда бомба стала менее доступной, чем когда-либо, его импровизированная леска не могла быть достаточно длинной, чтобы поймать ее, поэтому задача была передана другой команде на другой лодке.
Месяц спустя они использовали роботизированную подводную лодку другого типа — подводный аппарат с тросовым управлением — чтобы захватить бомбу прямо за парашют и поднять ее вверх. Он сместился в корпусе, поэтому его нельзя было обезвредить обычным способом, через специальный порт в боку — что тревожно, вместо этого офицерам пришлось врезаться в ядерное оружие. «[Было] довольно нервно просверливать отверстие в водородной бомбе», — говорит Мейерс. «Но они сделали это. Они были готовы сделать это».
Болотная тайна
К сожалению, три потерянные бомбы, которые все еще находятся там сегодня, не были так успешно найдены. Однако риск того, что они вызовут ядерный взрыв, считается низким.
Чтобы понять почему, полезно посмотреть, как работают ядерные бомбы.
В сентябре 1905 года Альберт Эйнштейн взял перьевую ручку на страницы своей научной статьи и набросал идею, которая впоследствии стала самым известным уравнением в мире. E = mc2, или энергия равна массе объекта, умноженной на квадрат скорости света. Это означает, что каждый атом, из которого состоит мир, может быть обменен на энергию и наоборот. Если вы сможете понять, как это сделать, высвобождение энергии будет настолько взрывным, что это то, что питает Солнце.
Тридцать четыре года спустя Эйнштейн написал президенту США Франклину Рузвельту, предупреждая его, что нацисты работают над превращением его теории в оружие, а остальное уже история. Быстро сформировался Манхэттенский проект, и в 1945 году США сбросили свое первое ядерное оружие.
В результате подводного ядерного взрыва на атолле Бикини на Маршалловых островах образовалось низкое плоское грибовидное облако из воды и радиоактивных обломков.
– Нагасаки были изначальными, атомными. Они включали ядерное «деление», когда высокоэнергетические субатомные частицы (нейтроны) разбивались на большие стабильные радиоактивные элементы. Затем они становятся нестабильными и распадаются или «разделяются» на более мелкие элементы. Эта реакция высвобождает огромное количество энергии и еще больше нейтронов, заставляя по очереди расщепляться другие атомы, пока не получится массивная, неуправляемая цепная реакция. В первый раз, когда их тестировали, ученые не были уверены, что реакция когда-нибудь прекратится — они рассматривали вполне реальную возможность того, что миру может прийти конец. ( Подробнее о моментах, которые могли уничтожить человечество .)
Для получения ядерного деления в атомных бомбах обычно использовалась хитроумная пушка, которая стреляла полой «пулей» из радиоактивного материала, такого как уран-235, в еще большее количество урана-235 или использовали обычные взрывчатые вещества для сжатия атомов плутония-239, заставляя их достигать критической массы и таким образом выжигать нейтроны, которые вызывали цепную реакцию деления.
В Хиросиме и Нагасаки это раннее оружие сравняло землю на мили и убило сотни тысяч людей, некоторые из которых испарились в зоне взрыва, а другие умерли от радиационных ожогов или болезней в последующие дни, месяцы и годы.
Следующее поколение — то, которое использовалось в 1950-х и 60-х годах, когда большая часть утраченного ядерного оружия в мире было потеряно — было в тысячи раз мощнее. Мощность одной бомбы, испытанной Советским Союзом, достигла 57 мегатонн, тогда как бомба, испытанная США на атолле Бикини в 1950-х годах, достигла мощности 15 мегатонн. Это были термоядерные или водородные бомбы, и они включали вторую ядерную реакцию.
Сначала был обычный этап деления, как в случае с атомными бомбами, который выделял ошеломляющее количество энергии. Затем это зажжет второе ядро, на этот раз содержащее изотопы водорода — дейтерий (тяжелый водород) и тритий (радиоактивный водород), — которые сталкиваются друг с другом и выделяют еще больше энергии, когда они сливаются, образуя гелий и один свободный нейтрон.
Эта система оставила место для ряда устройств безопасности.
Возьмите потерянную бомбу с острова Тайби, которая до сих пор лежит в иле где-то в заливе Вассо. 5 февраля 1958 года это термоядерное оружие Mark 15 массой 7600 фунтов (3400 кг) было загружено на бомбардировщик B-47, который должен был присоединиться к другому B-47 в длительной учебной миссии. Идея заключалась в том, чтобы имитировать нападение на Советский Союз, заменив Москву американским городом Рэдфорд, штат Вирджиния. Пилоты вылетели из Флориды и пересекли свой путь к своей цели, чтобы проверить свою способность летать с тяжелым вооружением на борту в течение нескольких часов.
Если бомба цела, со вставленной ядерной капсулой, то бомба, скрывающаяся возле острова Тайби, может иметь взрывную мощность до 1,7 мегатонн в тротиловом эквиваленте (Фото: Getty Images)
Все прошло хорошо, но на обратном пути к базы, самолеты выполнили отдельную учебную миссию в Южной Каролине. План этой группы состоял в том, чтобы перехватить один из B-47, но произошла путаница, и они не заметили второй, несший ядерное оружие.
В результате крушения был поврежден B-47 с ядерной бомбой.
Пилот решил бросить ядерную бомбу в воду, а затем совершить вынужденную посадку. Бомба упала с высоты 30 000 футов (9 144 м) в воду у острова Тайби, и даже от этого удара она не взорвалась. Удивительно, но ни одна из 32 аварий со сломанной стрелой не привела к детонации ядерных компонентов, хотя в двух случаях радиоактивным материалом была заражена большая территория.
Одним из возможных факторов этого счастливого побега является система хранения ядерного материала, необходимого для реакции деления, отдельно от самого оружия. Капсула или «наконечник», который в данном случае состоял из плутония, затем можно было добавить к оружию в последнюю минуту, когда это было необходимо. Это означало, что, даже если обычные взрывчатые вещества в оружии взорвутся, когда оно будет на борту, радиоактивный материал не нагреется настолько, чтобы расщепить атомы.
Льюис также отмечает, что, несмотря на долгое путешествие бомбы Тайби с неба в океан, последний смягчит удар — по той же причине космические капсулы обычно совершают посадку с приводнением, а не спускаются на землю.
Более поздние бомбы также имели такие функции, как «одноточечная безопасность» — способ гарантировать, что ядерные устройства не взорвутся, не будучи активированными. В этом оружии обычные взрывчатые вещества в бомбе могут взорваться, но они не взорвут радиоактивный материал, потому что он выдавливается до того, как его можно сжать. «Если взрывное устройство взорвалось, вы хотите, чтобы оно взорвалось неравномерно, если это не ваша цель — вы хотите, чтобы плутоний как бы выплеснулся наружу», — говорит Льюис.
Так уж получилось, что иметь так много функций безопасности крайне необходимо – в основном потому, что они не всегда работают. В одном случае в 1961 году B-52 разбился во время полета над Голдсборо, Северная Каролина, сбросив на землю два ядерных заряда. Один был относительно неповрежден после того, как его парашют успешно раскрылся, но более поздняя проверка показала, что три из четырех средств защиты не сработали.
В конце концов, бомба Паломарес была извлечена непосредственно роботизированной подводной лодкой (Фото: Getty Images)
В рассекреченном документе от 1963 года тогдашний министр обороны США резюмировал инцидент как случай, когда «по малейшему стечению обстоятельств, буквально из-за того, что два провода не пересеклись, ядерный взрыв был предотвращен».
Другая ядерная бомба упала на землю, разбилась на части и вонзилась в поле. Большинство деталей было извлечено, но одна часть, содержащая уран, осталась застрявшей под слоем грязи глубиной более 50 футов (15 м). ВВС США купили землю вокруг него, чтобы удержать людей от раскопок.
Некоторые инциденты настолько непонятны, что кажутся почти выдуманными. Возможно, один из самых экстраординарных случаев произошел, когда в 1965 году учения на авианосце «Тикондерога» пошли не так, как надо. Самолет A4E Skyhawk катился к лифту самолета с ядерной бомбой B-43. Это была катастрофа в замедленной съёмке — экипаж на палубе быстро понял, что самолёт вот-вот упадёт, и махнул пилоту, чтобы тот затормозил. К сожалению, он их не увидел, и молодой лейтенант, самолет и оружие исчезли в Филиппинском море. Они все еще там по сей день, на высоте менее 16 000 футов (4,900 м) воды возле японского острова.
Запутанная картина
Несмотря на почти 10 недель поисков, 16 апреля 1958 года бомба на острове Тайби была признана безвозвратно утерянной.
– не было добавлено перед тренировкой. Однако некоторые люди обеспокоены тем, что это может быть не так. В 1966 году тогдашний помощник министра обороны написал письмо, в котором описал бомбу как «полную», то есть содержащую плутониевое ядро. Если бы это было правдой, Mark 15 все еще мог бы вызвать полный термоядерный взрыв.
На сегодняшний день считается, что бомба залегает под слоем ила толщиной 5-15 футов (1,5-4,6 м) на морском дне. В заключительном отчете об оружии, опубликованном в 2001 году, Агентство по ядерному оружию и противодействию распространению ВВС пришло к выводу, что если обычные взрывчатые вещества внутри все еще не повреждены, оно может представлять «серьезную опасность взрыва» для персонала и окружающей среды, и поэтому лучше не использовать его. нарушена даже при попытке восстановления.
Но может ли ядерное оружие взорваться под водой?
Корабли, затонувшие во время испытаний Бейкера, теперь являются убежищем для морских обитателей. Фото: Getty Images.
0003
Так получилось, что может. 25 июля 1946 года США взорвали атомную бомбу на атолле Бикини — цепочке идеальных тропических островов, окруженных бирюзовыми коралловыми рифами, а за ними — темно-синим Тихим океаном. Они подвесили устройство на 90 футов (27 м) под множеством кораблей, заполненных свиньями и крысами, и привели его в действие. Несколько кораблей мгновенно затонули, и подавляющее большинство животных погибло — либо от первоначального взрыва, либо позже от радиационного отравления. На одном поразительном снимке того дня видно, как гигантское белое грибовидное облако поднимается вверх, как инопланетное погодное образование, перед окаймленным пальмами пляжем.
В результате этого и других испытаний цепь островов стала настолько радиоактивной, что планктон светился на фотопластинках. Он до сих пор загрязнен – люди, которые когда-то там жили, так и не смогли вернуться, хотя, как и Чернобыль, он стал оазисом для дикой природы.
Безвозвратная потеря
Льюис считает маловероятным, что мы когда-нибудь найдем три пропавшие ядерные бомбы.
Отчасти это связано с теми же причинами, по которым они не были обнаружены изначально.
Одна из них заключается в том, что их обычно находят с помощью визуального поиска, а это чрезвычайно сложно.
Когда самолеты падают в океан, черный ящик часто находят через несколько дней или недель чиновники, желающие собрать воедино то, что произошло. Может создаться впечатление, что такие объекты легко найти на этих обширных участках воды с помощью современных технологий. Но у них есть секрет, который помогает этому процессу — «подводный локационный маяк», который направляет поисковые группы к ним с помощью повторяющегося электронного импульса.
Утерянное ядерное оружие не имело такого оборудования. Вместо этого команды должны сузить район поиска, а затем постепенно прочесывать океан — утомительный и неэффективный процесс, для которого требуются водолазы или подводные лодки.
Альтернативой может быть поиск всплесков радиации, как это сделал отставной военный Дерек Дьюк в поисках бомбы Тайби.
Но это также чрезвычайно сложно — отчасти потому, что ядерные бомбы на самом деле не особенно радиоактивны.
«Они спроектированы так, чтобы не представлять радиоактивной угрозы для людей, которые с ними работают», — говорит Льюис. «Таким образом, у них действительно есть радиоактивная сигнатура, но она не очень значительна — вы должны быть достаточно близко».
Атомная подводная лодка USS Scorpion, затонувшая с двумя торпедами Mark 45, находилась под водой 54 года (Фото: Getty Images)
побережье Норвегии. Как и К-8, он также был ядерным и в то время нес две ядерные торпеды. В течение десятилетий его обломки лежали на глубине 1,7 км в арктических водах.
Но в 2019 году судно посетили ученые и обнаружили, что пробы воды, взятые из его вентиляционной трубы, содержали уровни радиации в 100 000 раз выше, чем обычно можно ожидать в морской воде. Однако это необычно. Считается, что радиоактивные элементы из его ядерного реактора — в отличие от его ядерных торпед — просачиваются через это отверстие, возможно, из-за разрыва, произошедшего во время крушения.
Всего в полуметре от трубы изотопы были настолько разбавлены, что уровень радиации был в норме.
Для Льюиса увлечение потерянным ядерным оружием — это не потенциальные риски, которые оно представляет сейчас, а то, что оно представляет: хрупкость наших, казалось бы, сложных систем для безопасного обращения с опасными изобретениями.
«Я думаю, у нас есть эта фантазия, что люди, которые имеют дело с ядерным оружием, чем-то отличаются от всех других людей, которых мы знаем, делают меньше ошибок или что они в чем-то умнее. Но реальность такова, что организации, которые мы должны обращаться с ядерным оружием, как и с любой другой человеческой организацией. Они совершают ошибки. Они несовершенны», — говорит Льюис.
Даже в Паломаресе, где в конце концов были обнаружены все сброшенные ядерные бомбы, земля по-прежнему заражена радиацией от двух бомб, взорванных обычными взрывчатыми веществами. У некоторых американских военнослужащих, которые помогали с первоначальными усилиями по очистке, включая пересыпание поверхности земли в бочки, с тех пор развились загадочные виды рака, которые, по их мнению, связаны между собой.
В 2020 году несколько выживших подали коллективный иск против министра по делам ветеранов, хотя многим из заявителей в настоящее время за 70-80 лет.
Тем временем местное население десятилетиями ратовало за более тщательную очистку. Паломарес был назван «самым радиоактивным городом в Европе», и местные экологи в настоящее время протестуют против планов британской компании построить курорт в этом районе.
Утерянная бомба Паломарес сместилась в корпусе, поэтому обезвреживать ее было рискованно. (Фото: Alamy) закончился в 1968, а самолеты с ядерными бомбами больше не летают на регулярных учениях. «Воздушные тревоги прекратились по причинам, которые должны быть очевидны для нас», — говорит он. «В конце концов было принято решение, что это слишком опасно».
Исключением из этого прогресса являются, конечно же, атомные подводные лодки – и даже сегодня случаются неудачи. В настоящее время в США находится 14 подводных лодок с баллистическими ракетами (ПЛАРБ), а во Франции и Великобритании — по четыре.
Чтобы работать как средство ядерного сдерживания, эти подводные лодки должны оставаться незамеченными во время операций в море, а это значит, что они не могут посылать какие-либо сигналы на поверхность, чтобы узнать, где они находятся. Вместо этого они должны перемещаться в основном по инерции — по сути, экипаж полагается на машины, оснащенные гироскопами, чтобы вычислить, где находится подводная лодка в любой момент времени, исходя из того, где она была в последний раз, в каком направлении она двигалась и как быстро она двигалась. Эта потенциально неточная система привела к ряду инцидентов, в том числе совсем недавно, в 2018 году, когда британская ПЛАРБ чуть не врезалась в паром.
Возможно, эра потерянного ядерного оружия еще не закончилась.
*Эта статья была обновлена 5 августа 2022 года. В первоначальной версии предполагалось, что в проекте «Азорян» участвовала советская подводная лодка К-8. Вместо этого это была советская подводная лодка К-129. Эта статья была снова обновлена 15 августа.