Испытания самой мощной в мире термоядерной бомбы, принцип действия которой основан на использовании энергии, выделяющейся при реакции термоядерного синтеза легких ядер, прошли в СССР 30 октября 1961 года. Поражающими факторами при ее взрыве являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение.

Бомбу разработала в середине 1950-х годов группа физиков под руководством академика Игоря Курчатова. В группу разработчиков входили Андрей Сахаров, Виктор Адамский, Юрий Бабаев, Юрий Трунов и Юрий Смирнов.

У бомбы, помимо официального обозначения АН602, было еще кодовое «Ваня» или «Иван», а также есть широко распространенные неофициальные названия - «Царь-бомба» и «Кузькина мать». Название «Царь-бомба» подчеркивает, что это самое мощное оружие в истории.

Название «Кузькина мать», как считается, появилось под впечатлением от известных слов советского лидера Никиты Хрущева, который в 1959 году заявил вице-президенту США Ричарду Никсону: «В нашем распоряжении имеются средства, которые будут иметь для вас тяжелые последствия. Мы вам покажем кузькину мать!». Решение о разработке и изготовлении авиабомбы-гиганта с термоядерным зарядом не менее 100 мегатонн тротилового эквивалента было принято правительством СССР в ноябре 1955 года.

Принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о проведении испытания «изделия 202» 12 марта 1956 года. Изначально эта разработка была поручена новому ядерному центру на Урале НИИ-1011, где она получила обозначение «изделие 202» и велась с конца 1955 года по 1958 год. Поначалу планировалось создать бомбу весом 40 тонн. Но конструкторы Ту-95, который должен был доставлять бомбу до места падения, отвергли эту идею сразу. Самолет с такой нагрузкой просто не смог бы долететь до полигона. Заданная масса супербомбы была уменьшена.

Тем не менее, большие габариты и огромная мощность бомбы потребовали существенных доработок Ту-95. В результате получился, по сути дела, новый, а не просто доработанный вариант старого самолета, получивший обозначение Ту-95-202. Самолет Ту-95-202 был оборудован двумя дополнительными пультами управления: один - для управления автоматикой изделия, другой - для управления его системой обогрева.

Очень сложной оказалась проблема подвески авиабомбы, так как из-за своих габаритов она не помещалась в бомбовый отсек самолета. Для ее подвески было сконструировано специальное устройство, обеспечивавшее подъем изделия к фюзеляжу и закрепление его на трех синхронно управляемых замках. В самолете заменили все электрические разъемы, крылья и фюзеляж покрыли светоотражающей краской.

Для обеспечения безопасности самолета-носителя московские конструкторы парашютно-десантной техники разработали специальную систему из шести парашютов. Они выбрасывались из хвостовой части корпуса бомбы один за другим и замедляли снижение бомбы, так что самолет успевал к моменту взрыва отойти на безопасное расстояние.

К 1959 году носитель супербомбы был создан, но в связи с некоторым потеплением отношений между СССР и США до практических испытаний дело не дошло. Ту-95-202 сначала использовался как учебный на аэродроме в городе Энгельсе, а затем был списан за ненадобностью.

Однако в 1961 году, с началом нового витка холодной войны, испытания супербомбы вновь стали актуальными. После принятия постановления Правительства СССР о возобновлении испытаний ядерного заряда в июле 1961 года началась авральная работа в КБ-11, которому была поручена дальнейшая разработка супербомбы, где ей было присвоено обозначение «изделие 602».

В конструкции самой супербомбы и ее заряда было применено большое число серьезных новшеств. Первоначально мощность заряда составляла 100 мегатонн тротилового эквивалента. По инициативе Андрея Сахарова мощность заряда была снижена вдвое.

Самолет-носитель из списанных возвратили в строй. На нем срочно заменили все разъемы в системе электроавтоматики сброса, сняли створки грузоотсека, так как реальная бомба по габаритам и массе оказалась несколько больше макета. Длина бомбы - 8,5 метра, ее масса - 24 тонны, парашютной системы - 800 килограмм.

Особое внимание было уделено специальной подготовке экипажа самолета-носителя. Никто не мог дать летчикам гарантию возвращения после сброса бомбы. Специалисты опасались, что после взрыва может возникнуть неконтролируемая термоядерная реакция в атмосфере.

О предстоящих испытаниях термоядерной бомбы АН602 17 октября 1961 года объявил Никита Хрущев в своем докладе на XXII съезде КПСС. Руководила испытаниями Государственная комиссия. Ту-95В с бомбой на борту, 30 октября взлетел с аэродрома Оленья в Мурманской области и взял курс на полигон, находящийся на архипелаге Новая Земля в Северном Ледовитом океане. Следом взлетел самолет-лаборатория Ту-16 для записи явлений взрыва и полетел ведомым за самолетом-носителем. Весь ход полета и сам взрыв снимались с борта Ту-95В, с сопровождавшего Ту-16 и с различных точек на Земле.

В 11 часов 33 минуты по команде барометрического датчика бомба, сброшенная с 10 500 метров, взорвалась на высоте 4 000 метров. Огненный шар при взрыве превысил радиус четыре километра, достичь поверхности земли ему помешала мощная отраженная ударная волна, отбросившая огненный шар от земли. Огромное облако, образовавшееся в результате взрыва, достигло высоты 67 километров, а диаметр купола из раскаленных продуктов - 20 километров.

Взрыв был такой силы, что сейсмическая волна в земной коре, порожденная ударной волной, три раза обошла вокруг Земли. Вспышка была видна на расстоянии более 1 000 километров. В брошенном поселке, расположенном на расстоянии 400 километров от эпицентра, были вырваны деревья, выбиты стекла и снесены крыши домов.

Ударной волной самолет-носитель, который к тому времени находился на расстоянии 45 километров от точки сброса, скинуло до высоты 8 000 метров, и в течение некоторого времени после взрыва Ту-95В был неуправляем. Экипаж получил некоторую дозу радиации. За счет ионизации, на 40 минут была потеряна связь с Ту-95В и Ту-16. Что случилось с самолетами и экипажами, все это время никто не знал. Через какое-то время оба самолета вернулись на базу, на фюзеляже Ту-95В виднелись подпалы.

В отличие от американского испытания водородной бомбы Касл Браво, взрыв Царь-бомбы на Новой Земле оказался относительно чистым. Участники испытаний прибыли в точку, над которой произошел термоядерный взрыв, уже через два часа. Уровень радиации в этом месте большой опасности не представлял. В этом сказались конструктивные особенности советской бомбы, а также то, что взрыв произошел на достаточно большом удалении от поверхности.

По итогам самолетных и наземных измерений энерговыделение взрыва было оценено в 50 мегатонн тротилового эквивалента, что совпало с ожидаемым по расчетам значением.

Испытание 30 октября 1961 года показало, что разработки в области ядерного оружия могут быстро перешагнуть критический предел. Основной целью, которая ставилась и была достигнута этим испытанием, стала демонстрация возможности создания СССР неограниченных по мощности термоядерных зарядов. Данное событие сыграло ключевую роль в установлении ядерного паритета в мире и предотвращении использования атомного оружия.