Был получен уникальный экспериментальный материал как по физическим процессам, сопровождающим ядерные взрывы на разных высотах, так и по эффективности поражающего действия высотных и космических ядерных взрывов в интересах разработки систем противоракетной обороны. Cильная зависимость физических процессов и поражающих факторов от высоты взрыва по причине значительных, иногда на несколько порядков, изменений состояния атмосферы (давления, температуры, концентрации молекул, атомов, ионов, электронов, длин свободного пробега) потребовала развития различных комплексных моделей для описания и расчетов физических процессов при взрывах в космосе, в верхней и средней атмосфере.
Последовательные фотографии свечения воздуха, разогретого ударной волной при взрыве К1
Был зарегистрирован ряд новых геофизических эффектов, оказавшихся впечатляющими по масштабам возмущения окружающей среды:
- образование вокруг Земли устойчивого радиационного пояса из-за захвата геомагнитным полем заряженных частиц;
- зарегистрированы крупномасштабные свечения атмосферы и сильнейшие полярные сия- ния, возбужденные потоками электронов и их высыпаниями вдоль магнитных силовых линий;
- расширение плазмы ядерного взрыва в геомагнитном поле вызвало глобальные магнито- гидродинамические колебания в окружающем пространстве;
- зарегистрировано излучение высокоамплитудного электромагнитного импульса и акустико- гравитационных волн глобального характера;
- обнаружены длительные нарушения радиосвязи из-за изменений структуры и электропроводности ионосферы.
При проведении измерений при высотных ЯВ четко обозначаются две зоны:
Ближняя зона, где основным разрушающим фактором применительно к расположенной в этой зоне преграде (например, головной части баллистической ракеты) является рентгеновское излучение и проникающая радиация.
Мощный поток рентгеновского излучения порождается сильно нагретым веществом боеприпаса. Взаимодействуя с преградой, это излучение поглощается в тонком поверхностном слое вещества, сильно нагревает его и вызывает взрывообразный разлет испаряющегося слоя. При этом на преграду кратковременно действует давление, которое вызывает в материале преграды мощную ударную волну. Импульс давления при определенной величине разрушает конструкцию преграды, а ударная волна вызывает откол внутренних слоев металла.
Проникающая радиация взрыва представляет собой поток нейтронов и гамма-квантов. Воздействуя на вещество заряда и элементы системы автоматики преграды, проникающая радиация при определенных величинах потоков излучения может вывести из строя ядерный боеприпас в целом.
Дальняя зона, в которой, кроме разрушающего действия, проявляются геофизические факторы воздействия взрыва на окружающую среду.
Было установлено, что высотные и космические ядерные взрывы сопровождаются интенсивным электромагнитным излучением (ЭМИ) радиодиапазона. Причем, амплитуда сигнала при одинаковых значениях мощности и расстоянии до эпицентра взрыва была в несколько раз больше, чем при низких воздушных взрывах соответствующей мощности. Было показано, что регистрация электромагнитного излучения может быть осуществлена на значительных расстояниях от места взрыва (до 6000 км).
Были выполнены:
- регистрация формы, измерение интенсивности и спектральной плотности ЭМИ на различных расстояниях от эпицентра взрыва;
- исследования, связанные с анализом физической природы радиоизлучения;
- определение воздействия ЭМИ на линии связи;
- исследования, связанные с разработкой метода местоопределения эпицентра ядерного взрыва.
Банк экспериментальных результатов, полученный в процессе геофизических исследований при проведении высотных ядерных взрывов, является уникальной коллекций востребованных данных. Зарегистрированные при высотных и космических ядерных взрывах многочисленные геофизические эффекты стимулировали широкий круг фундаментальных геофизических исследований, продолжающихся и в настоящее время.