Начало 60-х годов было для КБ-11 очень важным периодам. В это время создавались и испытывались заряды, основанные на новых принципах, которые в дальнейшем составили основу ядерного щита страны. В рамках работы над ними начал разрабатываться в институте и проект самого мощного в мире заряда. Идея создания сверхмощных зарядов появилась еще в середине 50-х годов и принадлежала А. П. Завенягину, но тогда не получила воплощения. От этих времен на уральском «объекте», начинавшем разработку сверхмощного изделия, остались гигантские корпуса. В 1961 году часть из них по соглашению с ВНИИТФ перевезли в КБ-11. Разработчиками нового заряда, получившего в дальнейшем наименование И-602, были физики-теоретики В. Б. Адамский, Ю. Н. Бабаев, Ю. А. Трутнев, а также В. Г. Заграфов, Л. И. Огнев, Ю. А. Смирнов и Е. М. Рабинович. Вся работа шла под непосредственным контролем А. Д. Сахарова. В некоторых исследованиях принимали участие и другие специалисты.
Первоначальная мощность бомбы оценивалась в 100 мегатонн. Выводы экспертов показали, что взрыв такой большой мощности может серьезно нарушить экологическое равновесие на земном шаре. Поэтому было решено испытывать бомбу в половинном масштабе. Бомба готовилась к испытаниям на производственных площадях КБ-11. Сборка изделия шла прямо на платформе, поставленной на рельсы. Когда она была закончена, стену цеха разобрали и бомбу отправили на полигон Новая Земля.
Сверхмощная бомба доставлялась к месту испытаний с помощью стратегического бомбардировщика ТУ-95 под командованием майора А. Е. Дурновцева, получившего за это испытание звание Героя Советского Союза. Чтобы самолет не сгорел во время взрыва и успел отойти на безопасное расстояние, была разработана система парашютов, замедлявших снижение бомбы. В 11.32 30 октября 1961 года бомба И-602 была взорвана на высоте 4,5 км над полигоном Новая Земля. Взрыв был такой сильный, что сейсмическая волна в земной коре, порожденная ударной волной, три раза обежала вокруг всей Земли. Световая вспышка, несмотря на сплошную облачность, была видна на расстоянии более одной тысячи километров. Клубящийся гигантский гриб вырос до высоты 67 км. Диаметр шара из раскаленной плазмы достиг 20 км. На многие сотни километров от полигона почти на час прекратилась радиосвязь. Испытание 50-мегатонной бомбы открыло эпоху создания водородных зарядов практически неограниченной мощности, но всем стало очевидно, что дальше – предел, который переступать нельзя.
По итогам успешных испытаний сверхбомбы 8 сотрудников КБ-11 были устроены звания Героя Социалистического Труда, 40 стали лауреатами Ленинской премии. «Супербомба» поставила финальную точку в главном этапе гонки вооружений между СССР и США. 5 августа 1963 года в Москве был подписан договор о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах: в атмосфере, космическом пространстве и под водой.
Атомный артиллерийский снаряд
15 мая 1953 года Михаил Алексеевич Лаврентьев собрал творческий коллектив молодых специалистов, приехавших в КБ-11 для работы по разным направлениям, и успешно руководил им в течение двух с половиной лет. Вот как начиналась эта работа. «…Успех работы решительным образом зависит от теоретического анализа и выбора оптимальных вариантов…, т. е. от решения весьма сложных теоретических и экспериментальных задач гидродинамики и газовой динамики. Даже подготовка их решения на быстрых счетных машинах представляет сложную математическую проблему. Для руководства этими исследованиями в КБ-11 необходим крупный гидромеханик. Подходящей кандидатурой для руководства указанной работой является академик Лаврентьев М. А., крупный специалист по гидро- и газодинамике, выдающийся математик, хорошо владеющий современной машинной вычислительной техникой, основатель теории кумулятивных снарядов и известный специалист по применению взрывчатых веществ. Просим перевести товарища Лаврентьева М. А. в КБ-11 с тем, чтобы он возглавил работу по исследованию обжатия с помощью осесимметричных систем, в первую очередь, применительно к артиллерийским вариантам. Привлечение т. Лаврентьева М. А. в качестве руководящего работника КБ-11 будет весьма важно как для успешного развития новых работ, так и вообще для укрепления научного руководства в КБ-11». Приведенный выше текст – цитата из письма от 12 января 1953 года, направленного Н. И. Павлову, первому заместителю начальника ПГУ, будущего Министерства среднего машиностроения. В нем говорится об исследованиях, необходимых для создания артиллерийского снаряда с атомным зарядом. Письмо подписано начальником КБ-11 А. С. Александровым, научным руководителем предприятия Ю. Б. Харитоном, его первым заместителем К. И. Щелкиным и одним из ведущих специалистов А. А. Илюшиным. Михаил Алексеевич Лаврентьев не случайно был назван самой подходящей кандидатурой для назначения руководителем ответственных работ по созданию артснаряда. К этому времени он как исследователь был хорошо известен всем ведущим ученым страны, а результаты его исследований получили мировое признание.
Сложности, стоявшие перед разработчиками, казались непреодолимыми: заряд должен был иметь размеры, гораздо меньшие, нежели изделия, создаваемые до этого в КБ-11. Перегрузки, которые пришлось бы испытывать этому заряду (при сохранении боеспособности), в тысячи раз превышали показатели, характерные для авиабомб. Существовало и множество других проблем, возникших впервые. Все они были успешно преодолены. Артиллерийский снаряд с атомным зарядом, разработанный и созданный в КБ-11 в 1953-1955 годах, был успешно испытан на Семипалатинском полигоне 18 марта 1956 года. Вскоре артиллерийская тематика перешла в компетенцию нового ядерного центра – НИИ-1011, ныне ВНИИТФ. Однако принципы, полученные в ходе разработки РДС-41 (так назывался артиллерийский снаряд в официальных документах), имели очень большое значение для успеха дальнейших исследований и создания новых изделий. «…В течение пяти лет (1952-1957 гг.) группа работников КБ-11 МСМ под руководством академика М. А. Лаврентьева разрабатывала образец атомного заряда для артиллерийского снаряда. Результаты всех проведенных испытаний показали, что разработку атомного заряда для артиллерийского снаряда следует считать законченной. Создание первого атомного заряда является крупным достижением отечественной науки и техники и дает основание просить о присуждении Ленинской премии тт. Лаврентьеву Михаилу Алексеевичу, Ширкову Дмитрию Васильевичу, Овсянникову Льву Васильевичу, Некруткину Виктору Михайловичу, Абрамову Александру Ивановичу». Это цитата из представления на награждение Ленинской премией, тогда только появившейся в СССР, группы разработчиков во главе с академиком М. А. Лаврентьевым. Представление 30 ноября 1957 года подписали начальник КБ-11 Б. Г. Музруков, научный руководитель Ю. Б. Харитон, первый секретарь ГК КПСС А. С. Силкин.
Первая торпеда с ядерным зарядом
В 1955 году на Северном испытательном полигоне о. Новая Земля в районе Губы Черной осуществлен первый подводный атомный взрыв (торпеда Т-5) мощностью 3,5 кт. На испытании присутствовали председатель Государственной комиссии Н. И. Павлов, маршал артиллерии М. И. Неделин, адмирал С. Горшков, контр-адмирал П. Котов, академики Н. Н. Семенов, Е. Федоров, С. Христианович, М. А. Садовский и другие. В 1951-1952 гг. конструкторы КБ-11 начали разработку ядерной боеголовки для морских торпед в двух вариантах: калибр 533 (Т-5) и 1550 мм (Т-15). Проект «малой» ядерной торпеды Т-5 был воспринят военными моряками как минимум с пониманием, а против Т-15 руководство ВМФ возражало категорически, и на то были основания. Если торпеда меньшего калибра была штатным вооружением подводной лодки (ПЛ), то размещение торпедного аппарата для «чудища» диаметром свыше 1,5 м было делом весьма проблематичным даже для наиболее крупных советских ПЛ. Тем временем разработка Т-5 (а точнее, ядерного заряда для нее) шла полным ходом. В сентябре 1955 года было принято решение на уровне Президиума ЦК КПСС о проведении первого подводного ядерного взрыва на Новой Земле в Губе Черная.
Там были проделаны большие строительные работы. На побережье выросли лабораторные и жилые здания, оборудованы причалы, построен аэродром. Для испытательной акватории была выбрана удобная закрытая бухта, находящаяся на расстоянии 200 километров от основной базы полигона. Сборка ядерного заряда осуществлялась в специально построенном здании на площадке N2 в заливе Рогачева под руководством подполковника Е. А. Негина. Взрыв торпеды Т-5 был произведен 21 сентября 1955 года на требуемой глубине (12 м), примерно соответствующей глубине хода торпеды. Вот как описывает это событие капитан первого ранга В. А. Тимофеев, ветеран Новоземельского полигона: «К утру 21 сентября туман рассеялся, и установилась солнечная погода. С командного пункта открывалась панорама испытательной акватории. Корабли, подводные лодки и транспорты были установлены в двух направлениях на различных расстояниях от предполагаемого эпицентра ядерного взрыва. …После выдачи автоматикой команды на подрыв заряда над морем возник огромный столб воды, увенчанный облаком. Хорошо было видно развитие купола, водяного столба, его обрушение и следующие за этим формирование вихревого кольца базисной волны, распространение поверхностных волн с выходом на прибрежную полосу. …В результате подводного ядерного взрыва затонул миноносец «Реут», оказавшийся в зоне абсолютного поражения у кромки водяного столба, а также тральщик, с которого была опущена торпеда с ядерным зарядом. …Для оценки поражающего действия первого подводного взрыва на прибрежной полосе Губы Черная были сооружены различные объекты, в том числе элементы береговой обороны, причальные стенки, гидроспуски с самолетами и т.д. При взрыве образовались интенсивные поверхности волны, которые явились серьезным поражающим фактором для прибрежных сооружений. Это был первый ядерный взрыв на Новоземельском полигоне».
10 октября 1957 года после успешных натурных государственных испытаний (подводный взрыв мощностью 10 кт при пуске с подлодки на расстоянии около 10 км) торпеда Т-5 была принята на вооружение. Она стала первым ядерным оружием ВМФ СССР и родоначальницей ядерных торпед советских и российских многоцелевых ПЛ, предназначенных для решения оперативных и тактических задач морского театра военных действий, в первую очередь, для борьбы с крупными наводными кораблями и ПЛ противника.