عملية قبعة البحار

كانت عملية "قبعة البحار" سلسلة من اختبارات تأثيرات المتفجرات ، أجراها مكتب السفن التابع للبحرية الأمريكية برعاية وكالة دعم الدفاع الذري . ^{[ 1 ]} شملت الاختبارات تفجيرين تحت الماء في جزيرة سان كليمنتي ، كاليفورنيا عام 1964 ^{[ 2 ]} وثلاثة تفجيرات سطحية في كاهو أولاوي ، هاواي عام 1965. كانت هذه الاختبارات غير نووية، حيث استُخدمت فيها كميات كبيرة من المتفجرات التقليدية ( TNT و HBX ) لتحديد آثار انفجار سلاح نووي على السفن الحربية، وهي أول اختبار رئيسي من هذا النوع منذ عملية "مفترق الطرق" في يوليو 1946.

تضمنت كل تجربة من تجارب "قبعة البحار" في كاهو أولاوي تفجير شحنة من مادة تي إن تي شديدة الانفجار، وزنها 500 طن قصير (454 طنًا متريًا) ، على شكل قبة، على الشاطئ بالقرب من السفن قيد الاختبار. ولأن تفجير مادة تي إن تي يُطلق الطاقة ببطء أكبر من الانفجار النووي، فقد صُمم تأثير الانفجار على المدى القريب ليكون مكافئًا لتأثير سلاح نووي بقوة 1 كيلوطن من مادة تي إن تي (4.2 تيرا جول) على مسافة أبعد. ^{[ 3 ]} وكانت السفينة الرئيسية المستخدمة في الاختبار هي الطراد الخفيف السابق من فئة كليفلاند، يو إس إس أتلانتا . بالإضافة إلى ذلك، شاركت في التجربة فرقاطات الصواريخ الموجهة يو إس إس إنجلاند ويو إس إس ديل ، ومدمرات الصواريخ الموجهة يو إس إس كوكرين ويو إس إس بنجامين ستودرت ويو إس إس تاورز ، ومدمرة المرافقة التابعة للبحرية الملكية الكندية إتش إم سي إس فريزر . ^{[ 4 ]} كانت هذه مزيجًا من السفن القديمة، حيث بُنيت أتلانتا خلال الحرب العالمية الثانية، وكوكرين التي شُيدت حديثًا . وقد أسفرت هذه العملية المعقدة للغاية عن بيانات مفيدة لتحديد وتحسين مقاومة السفن الحربية للانفجارات.         

عندما دخلت معاهدة الحظر الجزئي للتجارب النووية حيز التنفيذ عام 1963، حظرت التجارب النووية في الغلاف الجوي وتحت الماء. لجأت وكالة دعم الدفاع الذري إلى أساليب بديلة لتوليد تأثيرات الانفجار الهوائي باستخدام المتفجرات شديدة الانفجار. ^{[ 5 ]} في العام السابق، 1964، أُجريت عملية "كرة الثلج" لاختبار قنبلة شديدة الانفجار وزنها 500 طن في ميدان التجارب في ألبرتا، كندا، والتي وفرت معلومات تقنية متعلقة بتفجير الأسلحة النووية. ^{[ 6 ]} في عام 1963، طلبت وكالة دعم الدفاع الذري من مكتب السفن إجراء اختبار متفجرات واسع النطاق باستخدام متفجرات كيميائية تقليدية، وكان لا بد من اختيار موقع للاختبار. ^{[ 1 ]}

عقب الهجوم الياباني على بيرل هاربر، فُرض الأحكام العرفية على إقليم هاواي، واستُخدمت جزيرة كاهو أولاوي كساحة تدريب، وميدان لقصف الأسطول، وميدان للرماية. ^{[ 7 ]} وقد جعلها هذا خيارًا طبيعيًا لعملية قبعة البحار، نظرًا لوجود مياه عميقة قريبة من الشاطئ، وقربها من حوض بناء السفن التابع للبحرية الأمريكية في بيرل هاربر في هونولولو، والذي كان بإمكانه توفير الدعم الصناعي . ^{[ 1 ]} 

كانت هناك حاجة إلى منصة اختبار للعملية قادرة على تركيب مجموعة متنوعة من المعدات والهياكل. تم إخراج الطراد الخفيف يو إس إس أتلانتا  من الخدمة عام 1949 ووضعه في أسطول الاحتياط في المحيط الهادئ، ثم تم تخصيصه للتخلص منه عام 1962. ومع ذلك، بعد خضوعه لتعديلات واسعة النطاق في حوض بناء السفن البحري في سان فرانسيسكو، تم تحويله إلى سفينة هدف (أعيدت إلى الخدمة باسم IX-304) لدراسة آثار الانفجارات الجوية عالية الطاقة. تم تقصير هيكل السفينة إلى مستوى سطحها الرئيسي، وتم تركيب نوعين مختلفين من غرف سطح المدمرات وثلاثة صفوف من الصواري. ^{[ 8 ] [ 1 ]} تم تركيب أنظمة مدمرات نموذجية للاتصالات والكشف والتحكم في النيران وإيصال الأسلحة، وتم بناء غرفة سطح تجريبية من الألياف الزجاجية المقواة للمقارنة مع غرف الألومنيوم المستخدمة في ذلك الوقت. لوحظ أنه في مثل هذا التكوين غير المألوف، حظيت أتلانتا المُعاد تجهيزها بالعديد من النظرات والتعليقات أثناء توجهها إلى موقع الاختبار في هاواي. ^{[ 1 ]}

كان تحضير الشحنات بحد ذاته إنجازًا هندسيًا. تم توفير مادة تي إن تي من قبل مصنع البارود البحري في هاوثورن، نيفادا، الذي طور طريقة لإنتاج قوالب مصبوبة عالية الجودة من مواد مستخرجة من طوربيدات وألغام وأسلحة أخرى قديمة. تم إنتاج ما مجموعه 92,022 قالبًا بأبعاد 4 × 12 × 12 بوصة (101.6 مم × 304.8 مم × 304.8 مم) للاختبارات. تولت كتيبة الإنشاءات البحرية الثالثة مهمة بالغة الخطورة، تمثلت في تجميع 30,674 قالبًا من مادة تي إن تي، يزن كل منها 32.98 رطلًا (14.96 كجم) ، بعناية فائقة لتشكيل أنصاف كرات بقطر 34 قدمًا (10 أمتار) وارتفاع 17 قدمًا (5.2 متر) لكل اختبار من الاختبارات الثلاثة. وُضعت القباب على قواعد خرسانية رقيقة مثمنة الشكل بالقرب من الشاطئ. وللحصول على النتائج المرجوة، كان من الضروري أيضًا ربط السفن على مسافات دقيقة من الشحنة في كل اختبار. وقد أثبتت هذه المهمة صعوبة في ظل الرياح العاتية وتم إنجازها بمساعدة من مكتب السفن ، وقاطرة يو إس إس سونادين (ATA-197) وسفن الإنقاذ يو إس إس سيفجارد (ARS-25) ويو إس إس كارنت (ARS-22) ^{[ 1 ].}              

أُجريت الطلقات الأولى خلال اختبار ألفا باستخدام 20 طنًا قصيرًا (18 طنًا متريًا) من متفجرات HBX ، تم تفجيرها على عمق 200 قدم (61 مترًا) تحت الماء. كان الهدف هو تحديد تأثير الصدمة تحت الماء على المعدات استعدادًا للطلقات السطحية الأكبر. ^{[ 9 ]} أفاد الطاقم أن صوت الانفجار كان أشبه بمطرقة ضخمة تضرب السفينة، مما تسبب في تحرك سطح السفينة من تحت أقدامهم وتقشر الطلاء عن الأنابيب والجدران الفاصلة. ^{[ 10 ]} بالنسبة للطلقات السطحية الكبيرة، كانت يو إس إس أتلانتا هي السفينة المستهدفة الرئيسية القريبة، بينما تمركزت السفن الأخرى على مسافة أبعد لتسهيل إصلاحها. في كل اختبار لاحق، كانت أتلانتا تُوضع أقرب إلى مركز الانفجار، وبالتالي تتعرض لمزيد من الضرر. ^{[ 1 ]}  

كان على متن أتلانتا نظام مركزي للتوقيت والإطلاق لتوجيه طائرات التصوير وصواريخ الدخان ومئات أجهزة التسجيل، وكان تزامنها بالغ الأهمية. شبّهت الطلقات التجريبية انفجارًا نوويًا صغيرًا، مُحدثةً موجة صدمية على سطح الماء وسحابة تكثيف صدمية متوسعة. ظهرت كرة اللهب وسحابة الفطر، ولكن نظرًا لعدم استخدام قنبلة نووية، لم ينتج أي إشعاع أو تساقط نووي خطير. أحدث الانفجار ضغطًا زائدًا قدره 69 كيلو باسكال (10 أرطال لكل بوصة مربعة ) على الهدف، ^{[ 11 ]} مُشكلاً جدارًا متحركًا من الهواء المضغوط بشدة بسرعة رياح قصوى تبلغ 473 كيلومترًا في الساعة (294 ميلًا في الساعة) . يُعادل انفجار الضغط الزائد بهذا الحجم انفجار ميغا طن واحد من مادة تي إن تي (4.2 بيتا جول) على ارتفاع 2400 متر تقريبًا (8000 قدم)، ^{[ 12 ]} وهو كافٍ لإحداث دمار شامل وقادر على تدمير المباني الخرسانية المسلحة. ^{[ 13 ]} بمعرفة قوة الانفجار، يُستنتج أيضًا أن منطاد أتلانتا وُضع على بُعد حوالي 240 مترًا من مركز الانفجار في ذلك الاختبار تحديدًا. كما دُمِّر منطادان على ارتفاع شاهق، وسقطت دمية بالحجم الطبيعي كانت موضوعة على سطح المنطاد مواجهةً للانفجار. ^{[ 14 ]} أنتج الاختبار الأول، برافو، كمية كبيرة من الصخور المقذوفة التي تسببت في أضرار ثانوية. ولحل هذه المشكلة، وُضعت الطلقة الثانية فوق كومة رملية بارتفاع 1.5 متر ، وفُجِّرت الطلقة الأخيرة ^، دلتا، فوق الحفرة السابقة التي مُلئت بـ 30,000 متر مكعب من الرمل . ^{[ 1 ]}       

الآثار

على متن حاملة الطائرات يو إس إس أتلانتا ، سجلت أكثر من 500 كاميرا عالية السرعة آثار الانفجار. ^{[ 10 ]} خلال الاختبارات، كان على متن السفينة طاقم بحري مكون من 169 فرداً و60 من الكوادر العلمية الذين بقوا في الطوابق السفلية. على الرغم من الأضرار التي لحقت بالسطح العلوي، لم يتعرض الطاقم في الطوابق السفلية إلا لصدمة تعادل تلك التي يتعرض لها طاقم بارجة من فئة أيوا تطلق وابلاً من تسع قذائف عيار 16 بوصة. لو كان هناك أفراد في الهياكل العلوية، لكانوا قد تعرضوا لصدمة عنيفة. أما على السطح العلوي، فقد اقتلع الانفجار هوائيات SPS-37 وSPS-10 بالإضافة إلى جهاز تحديد اتجاه الراديو URD-4، بينما تعرضت هياكل أخرى لتشوه شديد. وتوقف رادار الصواريخ الموجهة AN/SPG-51 تارتار عن العمل لمدة ساعة. في حين تضررت قاذفة صواريخ ASROC المضادة للغواصات وأنابيب طوربيدات مارك 32 ، إلا أن الصواريخ وطوربيدات مارك 44 ومارك 46 الموجودة بداخلها ظلت سليمة. تعرض أنبوب طوربيد مارك 25 لأضرار بالغة، حيث تشققت قطعة الألمنيوم المصبوبة، واستطالت مسامير التثبيت، وتلف الغطاء العازل، وانفتح باب الفوهة، ولكن المثير للدهشة أن الأنبوب ظل يعمل. دُمر الصاري ثلاثي القوائم الذي يحمل المعدات الإلكترونية وسقط على سطح السفينة. من جهة الانفجار، تعرضت مكونات غرفة سطح السفينة المقواة لانحراف دائم بمقدار 51 ملم . انهار سطح السفينة DLG 16 بالكامل بين مستويين بعد تمزق اللحامات. ^{[ 11 ]} 

كانت المدمرة الأمريكية "يو إس إس إنجلاند" أبعد ما يكون عن مركز الانفجار، ولذلك تعرضت لأقل قدر من الأضرار، وكان أخطرها مجرد انبعاج صغير في مكان اصطدام صخرة كبيرة بها. وذكرت التقارير أن الموجة الصدمية تسببت في تحرك السفينة من جانب إلى آخر بمقدار يصل إلى 1.2 متر . ^{[ 10 ]} 

انقطعت الكهرباء عن المدمرة الأمريكية " كوكرين" لمدة خمس دقائق بعد تعرضها لضغط الانفجار. تمكنت المدمرة من استعادة الطاقة والعودة إلى حوض بناء السفن التابع للبحرية الأمريكية في بيرل هاربر لإجراء فحص شامل للهيكل والأنظمة وتقييم آثار الانفجار. وقد أبدى القائمون على الحوض إعجابهم بمدى مقاومة المدمرة للانفجار. بعد إجراء بعض الإصلاحات الطفيفة (حيث استلزم الأمر استبدال هوائيات رادار البحث الجوي ثلاثية الأبعاد AN/SPS-39 وثنائية الأبعاد AN/SPS-40)، أصبحت "كوكرين" جاهزة لأول مهمة لها. ^{[ 15 ]}

• 
  التجربة الأولى، Shot Bravo، مع رسوّ سفينة الاختبار أتلانتا (IX-304) في مكان قريب. لاحظ الدخان أو الغبار حول الصاري الأمامي للسفينة، ومحيط الموجة الصدمية المتوسع على الماء خلف السفينة.
• 
  تم إطلاق النار على تشارلي، وهي جاهزة للتفجير. ترسو المدمرة الأمريكية أتلانتا في الخلفية، ومقدمتها متجهة إلى اليسار.
• 
  تم إطلاق قنبلة تشارلي، وهي ثاني ثلاث قنابل تجريبية. ترسو المدمرة الأمريكية أتلانتا على يسار موقع الانفجار، ويتجه مقدمتها نحو اليسار.

أظهرت العملية أن بعض المكونات كانت عرضة لتأثيرات الانفجارات الهوائية، بينما أثبتت مكونات أخرى مقاومة عالية. ومع ذلك، لم تكن هناك حاجة إلا لتحسينات منخفضة التكلفة وتغييرات طفيفة في التصميم دون فرض أوزان أو تكاليف باهظة أو المساس بالعمليات. على سبيل المثال، على الرغم من تعطل بعض الهوائيات، إلا أن تصميماتها لم تتطلب تعديلًا إلا على مستوى تعزيز المتانة وليس على مستوى التصميم الأساسي. كما كان الهدف من بيانات الاختبار هو استخدامها في تحسين توقعات مدى الضرر عن بُعد، وتوفير معلومات التصميم والمواصفات لتحسين القدرة على البقاء في القتال. ^{[ 11 ] [ 1 ]}

بالإضافة إلى المشاريع المرتبطة مباشرة ببرنامج تقييم السفن، تم دعم العديد من المشاريع الأخرى. تناولت هذه المشاريع التأثيرات الزلزالية، والصوتيات تحت الماء، والاتصالات اللاسلكية، وظواهر تكوّن الفوهات، وقياسات الانفجارات الهوائية في المجال الحر، وتوليد الكرات النارية، ونمو السحب، والتأثيرات الكهرومغناطيسية. ^{[ 11 ]}

تُسمى الحفرة المتبقية التي خلفها الانفجار بـ "حفرة قبعة البحار" وتحتوي على بركة أنشيلينية تحتوي على روبيان هالوكاريدينا روبرا ، ^{[ 16 ]} وهي تتحمل الملوحة.

• اختبارات التأثيرات النووية للمتفجرات شديدة الانفجار ، قائمة باختبارات المتفجرات غير النووية
• اختبار صغير الحجم ، أكبر اختبار غير نووي

• صور من اختبار قبعة البحار عام 1965. البحرية الأمريكية. مؤرشفة من الأصل بتاريخ 22 يوليو 2012.
• فيديو على يوتيوب لعملية قبعة البحار