El W50 (también conocido como Mark 50 ) fue una ojiva termonuclear estadounidense desplegada en el misil balístico MGM-31 Pershing . Desarrollada inicialmente para el misil antibalístico Nike Zeus LIM-49 , esta aplicación fue cancelada antes de su despliegue. El W50 fue desarrollado por el Laboratorio Nacional de Los Álamos . [1] El W50 se fabricó entre 1963 y 1965, con un total de 280 unidades producidas. Fueron retirados del servicio a partir de 1973 y las últimas unidades se retiraron en 1991.
Se produjeron dos variantes principales: el Mod 0 para Nike Zeus y el Mod 1 para Pershing. Había tres opciones de rendimiento disponibles: el Y1 con 60 kilotones de TNT (250 TJ), el Y2 con 200 kilotones de TNT (840 TJ) y el Y3 con 400 kilotones de TNT (1.700 TJ). Todas las variantes tenían 15,4 pulgadas (0,39 m) de diámetro en la brida de fijación y 44 pulgadas (1,1 m) de largo, y pesaban 410 libras (190 kg).
La ojiva W50 tiene sus orígenes en una propuesta de 1955 que se convirtió en el misil Nike Zeus. A los Laboratorios Bell Telephone se les encomendó la tarea de evaluar futuros problemas de defensa aérea en el período de 1960 a 1970, lo que llevó a la propuesta de Nike Zeus. [2] [3] Este estudio demostró que una ojiva nuclear era obligatoria para derrotar amenazas como los misiles balísticos intercontinentales (ICBM) que se movían a 24.000 pies por segundo (7.300 m/s), y que incluso con una carga de 50 kilotones TNT (210 TJ), la distancia máxima posible para matar a un objetivo todavía era bastante baja. [4]
El subsecretario de Defensa estaba ansioso por establecer una pronta capacidad de misiles antibalísticos y solicitó que la Comisión de Energía Atómica (AEC, ahora Departamento de Energía) trabajara con el ejército en un estudio de viabilidad de ojivas nucleares adecuadas para Nike Zeus. Este grupo se reunió por primera vez en junio de 1957. Se esperaba que el misil pudiera transportar una ojiva de aproximadamente 300 libras (140 kg) de peso. [5]
Debido a la complejidad de la tarea, el grupo de estudio dividió el trabajo en dos fases. En la primera fase, se examinaron los mecanismos que matarían las ojivas enemigas, así como los radios letales de esos mecanismos para diversos rendimientos. Se creía que estos valores no podrían definirse adecuadamente hasta dentro de dos años, ya que era necesario realizar pruebas de la vulnerabilidad del objetivo y los límites prácticos del endurecimiento de las ojivas. Esto incluyó el requisito de realizar muchas pruebas de vuelo para establecer la vulnerabilidad del vehículo de reentrada (RV). Se esperaba que la fecha de disponibilidad operativa más temprana fuera 1962. [5]
En la segunda fase se desarrollaría una ojiva diseñada para cumplir con los requisitos determinados en la primera fase. [5] Se creía que los requisitos específicos de ojivas no deberían limitarse, sino que se deberían aprovechar las mejoras de diseño realizadas durante los dos años siguientes. La propuesta de retrasar el diseño detallado de la ojiva hasta 1959 fue aceptada a finales de junio de 1957. [6]
Al mismo tiempo, el interés en el misil Pershing propuesto había aumentado y en enero de 1958 se celebró una reunión para discutir una ojiva nuclear para el sistema. La disponibilidad operativa se planeó para julio de 1962 y las pruebas de vuelo comenzaron en agosto de 1960. Tanto Los Alamos como el Laboratorio de Radiación Lawrence (ahora Laboratorio Nacional Lawrence Livermore) declararon que las ojivas con los requisitos de peso y rendimiento eran posibles en las escalas de tiempo dadas. [6] En febrero de 1958 se publicó un estudio de viabilidad de la ojiva Pershing. [7]
La división de aplicaciones militares (DMA) expresó su preocupación en febrero de 1958 por la cantidad de programas de armas en los que estaba trabajando Livermore con disponibilidades operativas planificadas en el período de 1960 a 1962. Estaban preocupados por la carga de trabajo de Livermore, específicamente con la aceleración planificada y la mayor priorización de la ojiva W47 para Polaris , y por lo tanto creían que la ojiva Nike Zeus debería asignarse a Los Alamos. La autorización formal para desarrollar una ojiva para Nike Zeus se recibió el 3 de marzo de 1958. [7]
En marzo de 1958, se propuso otra aplicación para la ojiva del misil Minuteman . Se planificaron ojivas de 300 libras (140 kg) y 550 libras (250 kg), y se esperaba que la disponibilidad operativa fuera a mediados de 1962. En mayo de 1958 se completó un estudio de la ojiva Minuteman utilizando la misma ojiva sugerida por Nike Zeus. [8] Mientras tanto, para Pershing, se consideraron dos ojivas de 300 libras (140 kg) y 600 libras (270 kg). Para el diseño de 300 libras (140 kg), se propuso un diámetro de 15 pulgadas (380 mm) y una longitud de 40 pulgadas (1000 mm) y para el diseño de ojiva más pesada, un diámetro de 18 pulgadas (460 mm) y una Se propuso una longitud de 50 pulgadas (1300 mm).
En junio de 1958, la DMA sugirió que se desarrollara una única ojiva para Nike Zeus, Minuteman, Pershing y Hopi (una propuesta de misil aire-tierra de corta duración). Esta sugerencia fue aceptada. [9] [10] Las especificaciones propuestas para esta "ojiva universal" eran un diámetro de 12 a 14 pulgadas (300 a 360 mm), una longitud de 38 a 44 pulgadas (970 a 1120 mm) y un peso de 350 libras ( 160 kilogramos). [11]
Durante 1958, Los Álamos probó diseños candidatos de ojivas nucleares durante la Operación Hardtack I. Estos incluyeron los disparos Tobacco (30 de mayo de 1958, 11,6 kilotones de TNT (49 TJ)), Sequoia (1 de julio de 1958, 5,2 kilotones de TNT (22 TJ)) y Pisonia (17 de julio de 1958, 255 kilotones de TNT (1.070 TJ) ). Las pruebas de los componentes del misil contra los efectos de las explosiones nucleares se llevaron a cabo en el disparo Cactus (5 de mayo de 1958, 18 kilotones de TNT (75 TJ)). [12] Como se estaban probando en Hardtack dispositivos directamente aplicables a Pershing, se decidió que la publicación de un estudio de dos ojivas que se estaban considerando se aplazaría hasta después de las pruebas. [11]
Las características militares de la ojiva Nike Zeus se publicaron en julio de 1958. La ojiva debía ser robusta, fiable y de diseño sencillo; ser fácil de probar, inspeccionar, almacenar y manipular; estar diseñado para minimizar la posibilidad de error humano; y requieren un mínimo de pruebas operativas y mantenimiento. La ojiva sería capaz de permanecer en estado de alerta, mientras está cargada en un misil de alerta, durante un período de al menos cuatro años, estando lista para disparar en quince segundos. [11]
En agosto de 1958, se le preguntó a Sandia si se podía proporcionar una ojiva que cumpliera con los cuatro requisitos del sistema con una fecha de disponibilidad operativa para finales de 1961. [13] Sandia fue responsable del diseño de los sistemas eléctricos en la ojiva Nike Zeus, a la que ahora se le asignó la nombre XW-50 . Esta aplicación requirió una miniaturización extrema de los componentes debido a las limitaciones de espacio dentro de Nike Zeus y se inició un diseño paralelo utilizando dispositivos accionados explosivamente. En septiembre, Sandia informó que el sistema eléctrico de las ojivas sería similar al de las ojivas W47 Polaris y W49 utilizadas en varios misiles balísticos intercontinentales. [14]
En octubre de 1958, Los Alamos y Sandia escribieron a la Oficina de Operaciones de Albuquerque indicando que era posible una ojiva para los cuatro sistemas. En el papel de Pershing, la ojiva pesada ahora de 650 libras (290 kg) sería proporcionada por una reelaboración de la ojiva W47, mientras que la ojiva de 350 libras (160 kg) sería proporcionada por el XW-50. [15] En diciembre de 1958, se consideró que Nike Zeus podía aceptar una ojiva de hasta 400 libras (180 kg) y se sugirió que se aumentara el peso de la ojiva. Posteriormente, la Fuerza Aérea decidió examinar otras ojivas para Minuteman, como la W56 , y se abandonó la aplicación Hopi. [dieciséis]
A mediados de junio de 1959, se revisó el diseño nuclear del XW-50 y, a finales de junio, se autorizó a la AEC a proceder con el desarrollo de una ojiva nuclear para Pershing. [17] Para el papel de Pershing, se creía que no se necesitarían más pruebas nucleares para el XW-50 y que la ojiva estaría disponible en enero de 1963. [18]
Mientras tanto, Sandia estaba trabajando en dispositivos de disparo. Nike Zeus requería espoleta de ráfaga de aire y la capacidad de autodestruirse, mientras que Pershing requería espoleta de ráfaga de aire y tierra con exclusión de contacto para la explosión de aire, pero sin autodestrucción. Para Pershing, la espoleta de contacto estaría proporcionada por cristales de contacto y un sistema de doble capa. [18] Las características militares se publicaron en septiembre de 1959 e incluían que el dispositivo fuera seguro en un punto; poseen la máxima protección contra detonaciones accidentales, saboteadores o "psicóticos"; e incluiría un dispositivo de seguridad ambiental. La ojiva tampoco contendría ninguna fuente de energía interna capaz de armarla o cargar el dispositivo de disparo. [19]
En agosto de 1960 estaba en marcha un nuevo diseño de ojiva: el XW-50-X1 , [19] y en septiembre el comando de campo notificó a Sandia que los diseños del XW-50 y XW-50-X1 eran aceptables, a pesar de un ligero aumento en el diámetro. y un aumento de longitud a 45 pulgadas (1100 mm). [20]
La producción de la ojiva XW-50-X1 fue autorizada en junio de 1961. Tenía 14 pulgadas (360 mm) de diámetro y 15+3 ⁄ 8 pulgadas (390 mm) de diámetro en la brida de montaje, 44 pulgadas (1100 mm) de largo y pesaba 412 libras (187 kg). [21]
En julio de 1962, Sandia concluyó un estudio sobre la incorporación de un sistema de enlace de acción permisivo (PAL) en la ojiva para uso de Pershing. Debido al espacio limitado disponible, la instalación de un PAL requirió la eliminación del sistema de autodestrucción. Debido a esto, se decidió que se proporcionarían en servicio dos mods de ojivas diferentes: el W50 Mod 0 para Nike Zeus y el W50 Mod 1 para Pershing. [21] Sin embargo, no se autorizó ninguna producción del W50-0 ya que el Nike Zeus fue cancelado. [22] [23]
Debido a la necesidad de desviar los equipos de disparo para la próxima serie de pruebas, la producción del W50-1 se retrasó hasta marzo de 1963. [22] Las pruebas de desarrollo de armas del XW-50-X1 en la Operación Dominic incluyeron Adobe (25 de abril de 1962, 190 kilotones de TNT (790 TJ)) y Azteca (27 de abril de 192, 410 kilotones de TNT (1.700 TJ)). [24] La ojiva también se utilizó en varias pruebas de efectos de armas en la Operación Fishbowl , incluido Checkmate (20 de octubre de 1962, 10 kilotones de TNT (42 TJ) [25] ), Bluegill Triple Prime (26 de octubre de 1962, 200 kilotones de TNT ( 840 TJ) [26] ) y Kingfish (1 de noviembre de 1962, 200 kilotones de TNT (840 TJ) [26] ). [27]
La producción inicial se logró en marzo de 1963. La ojiva final tenía un ligero sobrepeso, pero el Departamento de Defensa lo consideró aceptable. [22] La producción continuó hasta diciembre de 1965, con 280 ojivas producidas. En algún momento se desarrolló una ojiva W50 Mod 2 . Las ojivas W50-1 se retiraron a partir de abril de 1973 y las últimas ojivas W50-1 se retiraron del servicio en 1978. Las últimas ojivas W50-2 se retiraron en abril de 1991. [28]
El W50 era un diseño de dos etapas , impulsado por gas , iniciado externamente . [29] La ojiva tenía un cuerpo de 14 pulgadas (360 mm) de diámetro y 15+3 ⁄ 8 pulgadas (390 mm) de diámetro en la brida de montaje, 44 pulgadas (1100 mm) de largo y pesaba 412 libras (187 kg). [21] La brida de montaje era de aluminio y encajaba por encogimiento sobre la caja de acero de la ojiva. La botella de gas de refuerzo se montó fuera de la cubierta de presión para permitir el reemplazo sin romper el sello de la ojiva. El sistema eléctrico de la ojiva contenía dos generadores de neutrones. [30]
Se produjeron tres variantes de rendimiento, conocidas como W50Y1 , W50Y2 y W50Y3 , con rendimientos de 60, 200 y 400 kilotones de TNT (250, 840 y 1.670 TJ) respectivamente. [31] A veces se dice que los W50Y1 y W50Y3 tienen rendimientos de 40 y 440 kilotones de TNT (170 y 1.840 TJ), respectivamente. [32] [33] La versión de 200 kilotones de TNT (840 TJ) de la ojiva era para Nike Zeus, [33] pero estaba en uso en Pershing 1a en 1991. [34]
El W50 carecía de sistemas de seguridad de detonación mejorados y explosivos altos insensibles , y presentaba un PAL de Categoría A para control de uso. [29]
La ojiva XW-50-X1 probada en Dominic Aztec utilizó una etapa secundaria esférica, que en un documento de 1962 se describe como: [35]
Esta arma fue diseñada originalmente con un [redactado] para relacionarse más estrechamente con un dispositivo probado, pero se tomó la decisión de pasar a una secundaria esférica más eficiente. El efecto de estas desviaciones debería verificarse experimentalmente. No hay ninguna ojiva sustituta disponible en esta clase de peso.
— Programa de pruebas atmosféricas propuesto (1962)
Después del lanzamiento, una espoleta inercial recibió energía de la segunda etapa de Pershing. Esto inició un conjunto de baterías antes de la separación de la segunda etapa. Si el misil estaba en curso y si la separación de la segunda etapa se producía dentro de los 300 milisegundos posteriores al apagado del motor, se habilitaba el circuito de encendido de un conjunto de baterías térmicas. La batería térmica se disparó justo antes del reingreso y cuando se detectó una desaceleración de 0,5 g (4,9 m/s 2 ), se activó la espoleta y se llevaron a cabo las funciones de armado de la ojiva. [30]
Según el investigador Chuck Hansen, la etapa secundaria del W50 también se utilizó en la ojiva W78 Minuteman III. Se estima que el W78 tiene un rendimiento de 335 a 350 kilotones de TNT (1.400 a 1.460 TJ) y permanece en el arsenal nuclear de Estados Unidos. [36]