Dù có sức công phá khủng khiếp ước tính khoảng 50 megaton, nhưng vì nhiều lý do khác nhau, Liên Xô không bao giờ sản xuất hàng loạt bom Sa hoàng. Đây cũng là vụ thử vũ khí hạt nhân lớn nhất trên mặt đất trong suốt 65 năm qua. Do là vụ thử vũ khí hủy diệt cấp chiến lược, rất nhiều thông tin về bom Sa hoàng được giữ kín và chỉ mới được giải mật gần đây.

Bom Sa hoàng trong cuộc thử nghiệm chỉ mang một nửa sức mạnh

Trong hồi ký cá nhân, nhà khoa học Andrei Sakharov, một trong những công trình sư tham gia phát triển bom Sa hoàng, tiết lộ rằng ban đầu, sức công phá của bom nhiệt hạch AN602 được dự kiến lên tới khoảng 100 megaton. Tuy nhiên, sau khi cân nhắc vấn đề ô nhiễm phóng xạ, nhóm phát triển đã quyết định giảm một nửa sức mạnh của quả bom.

Ông Andrei Sakharov viết rằng, nhóm phát triển đã chọn "phiên bản sạch" trong quá trình thử nghiệm bom Sa hoàng. Quả bom đã được thiết kế lại thông qua việc thay đổi cấu tạo và thành phần vật liệu tham gia phản ứng. Các lớp vỏ bọc uranium (vốn được sử dụng để khuếch đại năng lượng cho phản ứng nhiệt hạch) đã được thay thế bằng chì. Việc thay đổi thiết kế này khiến lượng bụi phóng xạ và khả năng phát tán đồng vị hạt nhân trong không khí sau phản ứng nhiệt hạch giảm đi đáng kể.

Mô hình bom Sa hoàng đang được trưng bày tại Nga. Ảnh: Lenta 

Chính nhà khoa học Andrei Sakharov cũng phản đối các vụ thử nghiệm vũ khí hạt nhân trong khí quyển, nhưng ông vẫn tham gia chương trình phát triển bom AN602 và tìm các phương án giảm thiểu hậu quả do vụ thử bom gây ra.

Dựa trên kết quả đo đạc sau vụ thử, sức công phá của bom Sa hoàng được ước tính vào khoảng 50 megaton. Một số ước tính khác cho rằng, vụ thử có đương lượng nổ tương đương 57–58,6 megaton và tạo ra một đám mây hình nấm khổng lồ bốc cao tới 67km. Sự phát tán bụi và vật liệu phóng xạ (ion hóa) trong khí quyển đã khiến liên lạc vô tuyến trong phạm vi vài trăm km bị gián đoạn suốt 40 phút.

Những trang bị đặc biệt cho vụ thử bom Sa hoàng

Theo Biên niên sử của Tập đoàn Năng lượng nguyên tử quốc gia Rosatom (Nga), để thực hiện vụ ném bom, chỉ duy nhất một chiếc máy bay ném bom Tu-95-202 (tên định danh khác của chiếc Tu-95V) được chọn để hoán cải. Động cơ của máy bay được thay thế. Các hệ thống điện, thiết bị điện tử và cơ cấu điều khiển tải trọng đặc biệt đã được thử nghiệm kỹ lưỡng. Máy bay được phủ một lớp sơn phản quang bảo vệ để giảm tác động của bức xạ nhiệt và ánh sáng. Khoang chứa bom cũng được cắt bỏ cửa và mở rộng để có thể treo quả bom AN602.

Cùng với đó, do có trọng lượng rất lớn, bom Sa hoàng cũng cần hệ thống dù hãm đặc biệt. Đối với một quả bom thông thường, việc rơi nhanh sau khi thả là điều tự nhiên. Nhưng đối với một đầu đạn nhiệt hạch sức hủy diệt lớn, điều này lại trở thành mối đe dọa trực tiếp đối với chính máy bay ném bom, bởi phương tiện không thể kịp bay đủ xa tâm vụ nổ để đến khoảng cách an toàn.

Vụ thử nghiệm bom Sa hoàng vẫn là kỷ lục có một, không hai tới ngày hôm nay. Ảnh: Topwar 

Chính vì thế, một hệ thống dù hãm đặc biệt nhiều tầng (với dù chính và các dù con mồi) đã được thiết kế cho bom Sa hoàng. Chúng giúp hãm tốc độ rơi của quả bom tới độ cao phát nổ, tạo khoảng thời gian đủ để máy bay chuyên chở thoát khỏi sóng xung kích và bức xạ do vụ nổ tạo ra.

Trong cuộc thử nghiệm, hệ thống dù hãm đã khiến quả bom được thả từ độ cao 10,5km mất 188 giây để rơi xuống độ cao 4km và phát nổ. Khi sóng xung kích ập đến khiến máy bay bị sụt độ cao đột ngột, phi hành đoàn máy bay Tu-95V đã kịp thời chuyển sang điều khiển bằng tay, lấy lại thăng bằng và thoát ly an toàn.

Những vấn đề kỹ thuật phát sinh

Sau vụ thử bom Sa hoàng thành công, một vấn đề đặt ra đối với nhóm thiết kế là biến kết quả này thành một loại vũ khí chiến lược thực thụ của Liên Xô. Tuy nhiên, theo tiết lộ vào năm 1994 của các nhà khoa học tham gia vào quá trình chế tạo bom AN602 là Viktor Adamsky và Yuri Smirnov, bom Sa hoàng là sản phẩm kỹ thuật độc nhất vô nhị. Nó minh chứng cho năng lực chế tạo vũ khí hạt nhân đỉnh cao của Liên Xô, nhưng lại không phù hợp để chế tạo hàng loạt.

Các nhà khoa học Liên Xô khẳng định, dù đã chế tạo thành công nguyên mẫu bom AN602, nhưng việc thiết lập cả một quy trình sản xuất, bảo quản và triển khai loại vũ khí hủy diệt này ra chiến trường lại là vấn đề kỹ thuật vô cùng phức tạp.

Nhà khoa học Andrei Sakharov viết trong hồi ký cá nhân: “Sau khi thử nghiệm sản phẩm 'kích thước lớn', tôi lo ngại rằng không có phương tiện mang phóng nào phù hợp cho nó. Nghĩa là về mặt quân sự, chúng ta đang lãng phí thời gian. Tôi cho rằng phương tiện phóng như vậy có thể là một quả ngư lôi cỡ lớn được phóng từ tàu ngầm..."

Trong khi đó, nhà khoa học Viktor Adamsky cho biết, vụ thử bom Sa hoàng đơn giản là một cuộc trình diễn công nghệ mang tính răn đe chính trị. Nhóm phát triển đã biết rõ những hạn chế của loại vũ khí này ngay từ đầu.

Đám mây hình nấm do vụ thử Tsar Bomba tạo ra. Ảnh: TASS 

Thực tế tính toán cho thấy, việc sử dụng 3 đầu đạn nhiệt hạch có sức công phá 10 megaton nhẹ hơn và dễ triển khai hơn cũng đủ sức tạo ra vùng hủy diệt có diện tích tương đương một quả bom Sa hoàng. Cùng với đó, khối lượng quá lớn của siêu bom nhiệt hạch này khiến việc triển khai và sử dụng nó rất khó khăn. Trong thập niên 1960, khó có máy bay ném bom nào mang theo bom nhiệt hạch hạng nặng như bom Sa hoàng mà có thể xuyên qua hệ thống phòng không của Mỹ và phương Tây. Vì thế, vai trò của nó trong một cuộc xung đột hạt nhân thực tế gần như là vô nghĩa.

Cùng với đó, sự xuất hiện của các loại tên lửa đạn đạo liên lục địa (ICBM) mang theo đầu đạn hạt nhân cỡ nhỏ nhưng có thể nhanh chóng tấn công vào lãnh thổ Mỹ và phương Tây trong thời gian ngắn đã khiến vai trò chiến lược của bom Sa hoàng giảm đi đáng kể.

Chính vì thế, chương trình bom Sa hoàng đã khép lại trong im lặng để dành nguồn lực cho các chương trình vũ khí tên lửa chiến lược khác của Liên Xô sau này.