Mengapa Jejak Asap Vertikal Terlihat Selama Ledakan Nuklir

• Digambarkan dalam berbagai gambar uji coba nuklir di awal periode Perang Dingin, garis-garis berasap itu memiliki sejarahnya sendiri yang menarik.
• Sebelum ledakan nuklir, para ilmuwan akan menembakkan serangkaian roket penguji dengan tujuan untuk meninggalkan jejak asap yang terlihat. Jejak asap ini, yang sengaja dikalibrasi untuk jarak dan ketinggian, memberikan kamera yang merekam kejadian tersebut skala untuk merekam pengukuran seperti kecepatan dan intensitas gelombang kejut yang hampir tak terlihat saat melewati dan menggeser jejak asap akibat ledakan.

ZONA PERANG(zonaperang.com) Jika kita pernah melihat gambar berbagai awan jamur yang diambil selama uji coba senjata nuklir AS pada tahun 1950-an, kita mungkin bertanya-tanya mengapa begitu banyak awan jamur yang memiliki garis-garis vertikal yang tampak aneh di sekelilingnya.

Jejak asap ini, yang dapat dilihat pada gambar di atas, tidak ada dalam gambar yang diambil selama uji coba senjata nuklir pertama – dengan nama sandi ‘Trinity’ – pada bulan Juli 1945, atau dalam gambar ikonik pengeboman atom di Hiroshima dan Nagasaki pada bulan Agustus 1945.

@atomicarchive di Twitter, yang saluran YouTube-nya pernah tampilkan sebelumnya di The War Zone, telah membuat video penjelasan hebat tentang apa itu garis-garis berasap dan mengapa garis-garis itu terlihat dalam begitu banyak gambar ledakan nuklir pada periode awal Perang Dingin. Untuk memahami semua ini, kita perlu melihat ilmu di balik ledakan nuklir, dan apa yang terjadi dalam beberapa mikrodetik awal setelah ledakan bom nuklir.

“Mereka adalah suara (yaitu, balistik jarak pendek) yang disusun dalam lintasan paralel dan sengaja ditembakkan 5–10 detik sebelum ledakan. Tugas mereka adalah meninggalkan jejak asap tersebut.

Satu atau dua detik setelah ledakan, gelombang kejut (yang bergerak dengan kecepatan suara pada titik tersebut) terpisah dari bola api (yang melambat). Gelombang kejut tersebut tidak terlihat tetapi melacaknya penting untuk pengujian, jadi para ilmuwan mengamati adanya jejak di kolom asap saat gelombang kejut melewatinya. Itu adalah cara untuk memvisualisasikan gelombang kejut.”

Baca juga : Mengapa Amerika mendukung Israel dengan cara apapun, bertentangan dengan semua prinsip yang mereka katakan?

Baca juga : (Kisah Nyata) Ditembak jatuh pada hari Valentine

Ledakan udara dalam beberapa fase

Seperti yang dijelaskan dalam video di atas, perkembangan bola api dalam ledakan udara dapat dibagi lagi menjadi beberapa fase. Dalam mikrodetik awal setelah ledakan nuklir, bagian depan radiasi ledakan mengembang jauh lebih cepat daripada gelombang kejut bagian dalam. Namun, saat bola api mengembang, transfer energi melalui radiasi melambat, dengan gelombang kejut bagian dalam mulai menyalip bagian depan radiasi.

Ketika suhu rata-rata bola api turun hingga 300.000 derajat Celsius – yang untuk ledakan 20 kiloton terjadi sekitar sepersepuluh milidetik setelah ledakan – muka kejut (dinding bergerak dari udara yang sangat terkompresi) mulai bergerak di depan muka radiasi bola isotermal bagian dalam (bola api), catat video tersebut. Muka kejut kemudian memampatkan udara sekitar, meningkatkan suhunya untuk membuat udara menjadi pijar dan buram.

Saat bola api terus mengembang, suhu udara yang terguncang terus menurun secara bertahap. Akhirnya, permukaan kejut menjadi kurang lebih tidak terlihat – karena tidak dapat lagi membuat udara menjadi pijar melalui pemanasan kompresi. Setelah ini terjadi, bola isotermal menjadi terlihat melalui permukaan kejut. Terjadi sekitar 15 milidetik setelah ledakan, kondisi ini umumnya disebut sebagai ‘breakaway’.

Keredupan keseluruhan dari gelombang kejut membuat perekaman kemajuannya menjadi sangat sulit. Untuk mencapai hal ini, pengukur tekanan kejut dapat digunakan. Namun, alat ini sulit digunakan di mana pun kecuali di dekat tanah dan sering kali menghasilkan pembacaan yang tidak akurat karena interaksi antara gelombang kejut dan permukaan bumi.

Roket asap khusus

Solusi untuk masalah ini pertama kali diusulkan selama uji coba senjata nuklir pertama – dengan nama sandi ‘Trinity’ – yang berlangsung di gurun Jornada del Muerto di New Mexico pada tanggal 16 Juli 1945.

Selama uji Trinity, kamera Fastax 16mm berkecepatan tinggi, yang mampu merekam pada 10.000 bingkai per detik, menangkap kabel balon rentetan di belakang bola api pada saat-saat setelah ledakan bom. Saat muka kejut mulai lewat di depan kabel, yang tampak seperti putusnya kabel terekam. Ini sebenarnya ilusi optik, yang disebabkan oleh pembiasan cahaya oleh udara terkompresi di belakang muka kejut. ‘Putusan’ itu kebetulan bertepatan dengan lokasi muka kejut – yang memungkinkan pergerakannya diukur melalui beberapa gambar ledakan.

Laboratorium Persenjataan Angkatan Laut (NOL) akhirnya mengembangkan roket asap khusus untuk menguji fenomena ini dan melacak bagian depan kejut yang tak terlihat dalam ledakan nuklir berikutnya. Roket-roket ini ditempatkan di sepanjang garis ledakan, dan diluncurkan dari tanah beberapa detik sebelum ledakan, sehingga menciptakan deretan vertikal jejak asap putih. Gambar dan video yang diambil selama Operasi Tumbler-Snapper Able – serangkaian uji coba nuklir yang dilakukan pada awal tahun 1952 di Situs Uji Nevada – menunjukkan roket-roket tersebut digunakan untuk pertama kalinya.

Penggunaan roket asap memungkinkan kemajuan gelombang kejut diikuti dengan mengamati kaitan pada jejak asap di muka kejut, akibat perubahan indeks bias udara. Dari sana, kecepatan kejut ledakan dapat dihitung berdasarkan perubahan waktu dan ruang antara muka kejut dan jejak asap vertikal.

Uji coba nuklir lainnya setelah Operasi Tumbler-Snapper Able mencoba mengukur ledakan menggunakan roket asap, termasuk Operasi Upshot-Knothole (1953) dan Operasi Teapot (1955), yang melibatkan beberapa uji coba di Situs Uji Nevada. Ledakan dan jejak asap di sekitarnya yang terlihat pada gambar di bagian atas cerita ini merupakan hasil dari Operasi Teapot, khususnya uji coba “MET” (Military Effects Tower) yang dilakukan pada tanggal 15 April 1955.

Nah, begitulah. Terima kasih kepada @atomicarchive yang telah menjelaskan ilmu pengetahuan dan sejarah di balik gumpalan asap vertikal yang tampak aneh ini. Pastikan untuk menonton videonya!

Mengapa Jejak Asap Ini Penting?

Jejak asap vertikal tipis ini mungkin terlihat sederhana, namun sebenarnya memberikan informasi yang berharga bagi para ilmuwan. Dengan menganalisis jejak asap ini, para ilmuwan dapat:

• Menetapkan kekuatan ledakan: Tinggi dan tebalnya jejak asap dapat memberikan petunjuk tentang kekuatan ledakan nuklir.
• Mempelajari efek lingkungan: Jejak asap dapat digunakan untuk mempelajari bagaimana ledakan nuklir mempengaruhi atmosfer dan lingkungan sekitar.
• Mengembangkan model simulasi: Data tentang jejak asap dapat digunakan untuk mengembangkan model komputer yang lebih akurat untuk memprediksi dampak ledakan nuklir.

Baca juga : 2020 Beirut explosion: Mengapa ledakan di Ibukota Lebanon ini begitu dahsyat?

Baca juga : Insinyur Soviet Meledakkan Bom Nuklir Bermil-mil di Bawah Tanah untuk Memadamkan Kebakaran Sumur Gas