گرافیکی مدل تأسیسات غنی‌سازی هسته‌ای فردو ایران را نشان می‌دهد که عمیقاً زیر کوه ساخته و شفت‌های تهویه به سمت آن امتداد یافته‌اند. در پایان، یک شبیه‌سازی انفجار نشان می‌دهد که موج ضربه از طریق تأسیسات چگونه می‌توانسته باشد.
گرافیکی مدل تأسیسات غنی‌سازی هسته‌ای فردو ایران را نشان می‌دهد که عمیقاً زیر کوه ساخته و شفت‌های تهویه به سمت آن امتداد یافته‌اند. در پایان، یک شبیه‌سازی انفجار نشان می‌دهد که موج ضربه از طریق تأسیسات چگونه می‌توانسته باشد.

هدف نامرئی در ایران

گالری متحرک

در ۲۲ ژوئن، ایالات متحده با استفاده از عمیق‌ترین بمب متعارف که تاکنون ساخته است، به فردو، تأسیسات غنی‌سازی هسته‌ای ایران که در عمق یک کوه مدفون شده است، حمله کرد.

حمله ایالات متحده دو شفت تهویه را هدف قرار داد و هر یک را با آبشاری از شش بمب GBU-57 مورد اصابت قرار داد که لایه‌های سنگ و بتن محافظ تأسیسات زیرزمینی را شکافت.

مقامات وزارت دفاع گفتند که بمب‌ها احتمالاً به اتاق حاوی سانتریفیوژهای حیاتی برای برنامه هسته‌ای ایران نرسیده‌اند. آن‌ها اشاره کردند که هدف، تخریب آن‌ها با امواج ضربه و سایر اثرات انفجار بوده است.

توضیح: نقشه طبقات بر اساس گزارشی از مؤسسه علوم و امنیت بین‌الملل تهیه شده است. شبیه‌سازی موج ضربه، فقط برای مقاصد توضیحی، توسط شرکت Viper Applied Science ایجاد شده و سناریویی را به تصویر می‌کشد که در آن انفجارها در شفت تهویه حدود ۶۰ فوت (حدود ۱۸ متر) از تأسیسات و در صورت عدم وجود درب‌های ضد انفجار در تأسیسات رخ داده‌اند. این شبیه‌سازی انفجار دو بمب را نشان می‌دهد که انفجار دوم دو ثانیه پس از اولی رخ می‌دهد.

بدون دسترسی به سایت، ممکن است مدت زیادی طول بکشد تا کارشناسان خارجی بتوانند میزان دقیق خسارت وارد شده به فردو را ارزیابی کنند، هرچند یک ارزیابی اخیر ایالات متحده آن را به شدت آسیب دیده توصیف کرده است. اما بررسی بمب استفاده شده و ساختار تأسیسات، و همچنین ارزیابی زمین‌شناسی سایت، سرنخ‌هایی ارائه می‌دهد.

گرافیکی نشان می‌دهد که یک بمب GBU-57 اولیه می‌تواند در موادی شبیه سنگ آهک ۱۳ تا ۳۶ فوت (حدود ۴ تا ۱۱ متر) نفوذ کند و سپس یک منطقه شکست ایجاد کند. بمب‌های بعدی به دلیل وجود منطقه شکست می‌توانند تا ۱۰۵ فوت (حدود ۳۲ متر) عمیق‌تر نفوذ کنند، اما پیش‌بینی نفوذ بمب‌های پس از دو مورد اول دشوارتر است.
توضیح: محدوده‌ها تقریبی هستند و بر اساس ماده‌ای همگن شبیه سنگ آهک و بدون حفره‌های هوایی یا سازه‌های بتنی محاسبه شده‌اند. در ایگنیمبریت، نوعی سنگ آتشفشانی که چندین زمین‌شناس می‌گویند ممکن است در فردو یافت شود، یک تخمین نشان می‌دهد که بمب اول می‌تواند در محدوده‌های سنگ آهک نفوذ کند، هرچند تخمین‌های بیشتری در دسترس نیست. منبع: تخمین‌های ارائه شده برای نیویورک تایمز توسط ریموند دادازیو، مشاور ارشد و رئیس بازنشسته در Thornton Tomasetti، یک شرکت مهندسی و علوم کاربردی.

بمب

کارشناسان بالیستیک و انفجار، بمب GBU-57 را به گلوله‌ای غول‌پیکر تشبیه می‌کنند. این بمب ۳۰,۰۰۰ پوندی (حدود ۱۳.۶ تُن)، که شامل بیش از ۵,۰۰۰ پوند (حدود ۲.۲ تُن) مواد منفجره است، پس از رها شدن از بمب‌افکن B-2، با سرعتی حدوداً مافوق صوت به زمین برخورد می‌کند و سپس منفجر می‌شود.

کارشناسان می‌گویند، با وجود قدرت بالای GBU-57، حتی بمبی مانند آن نیز تضمینی برای تخریب هدفی مستحکم که در عمق صخره‌ای در کوه مدفون شده است، ندارد.

رایان هرلی، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه جانز هاپکینز و متخصص رفتار سنگ‌ها در شرایط شدید، گفت که یک تخمین تقریبی نشان می‌دهد که یک پرتابه ۳۰,۰۰۰ پوندی (حدود ۱۳.۶ تُن) که با سرعتی بیشتر از سرعت صوت حرکت می‌کند، حداکثر پنج تا ۱۰ متر – یعنی تا حدود ۳۵ فوت (حدود ۱۰.۶ متر) – در چندین نوع رایج سنگ، از جمله سنگ‌هایی که به احتمال زیاد در فردو یافت می‌شوند، نفوذ خواهد کرد. بیشتر تخمین‌ها عمق فردو را بین ۲۶۰ تا ۳۶۰ فوت (حدود ۷۹ تا ۱۱۰ متر) می‌دانند.

شکستگی‌های ناشی از انفجار اول می‌تواند به بمب‌های بعدی اجازه نفوذ عمیق‌تر را بدهد، اما پیش‌بینی میزان دقیق آن دشوار است.

آقای هرلی و سایر کارشناسان گفتند که محاسبه دقیق خسارت بدون شبیه‌سازی‌های پیشرفته کامپیوتری، داده‌های طبقه‌بندی شده از آزمایش‌های واقعی، سرعت و شکل دقیق بمب، و دانش گسترده از ساختار فردو و زمین‌شناسی سایت، غیرممکن است.

گرافیکی دو نوع شفت تهویه زیگزاگی را نشان می‌دهد: یکی که بالای شفت‌های تهویه مستقیماً بالای تأسیسات قرار دارد، و دیگری که تأسیسات مستقیماً زیر بالای شفت‌ها نیست.

شفت‌های تهویه

هنگامی که برنامه‌ریزان حمله به دنبال نقاط آسیب‌پذیری در ساختار فردو بودند، بر شفت‌های تهویه متمرکز شدند که به سمت دامنه کوه بالای پناهگاه باز می‌شوند و به آن‌ها اجازه می‌دهد از تلاش برای نفوذ از طریق سنگ سخت بالای تأسیسات اجتناب کنند.

یک مقام وزارت دفاع که با تصمیم‌گیری‌ها آشنا بود و به شرط ناشناس ماندن برای بحث در مورد مسائل عملیاتی صحبت می‌کرد، گفت که شفت‌های اصلی مستقیماً به سمت پایین نمی‌رفتند. آن‌ها در بالا کمی زیگزاگ داشتند، به این معنی که مسیر به سمت پناهگاه تا اواخر مسیر مستقیم نبود.

شکل دقیق شفت‌های تهویه نامشخص بود، اما زوایا به این معنی بود که بمب‌ها با ترکیبی از سنگ و تونل‌های باز مواجه می‌شدند. برنامه‌ریزان تصمیم گرفتند که به چندین بمب نیاز خواهند داشت.

بر اساس برگزاری نشست توجیهی پنتاگون در ۲۶ ژوئن، هر یک از شفت‌ها در بالا به شکل سه‌شاخ باز می‌شدند. در هر دو مکان، هدف این بود که با یک بمب درپوش بتنی منفجر شود و پنج بمب دیگر به داخل شفت اصلی انداخته شود.

نقشه‌ای از ایران الگویی از سنگ‌های آتشفشانی را در برخی از مناطق کوهستانی کشور، از جمله جایی که فردو واقع شده است، نشان می‌دهد.
منبع: سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده. توضیح: یک بررسی زمین‌شناسی دقیق‌تر که در Geopersia درباره منطقه اطراف فردو منتشر شده است، نوع سنگ آتشفشانی را به عنوان ایگنیمبریت مشخص کرده است.

زمین‌شناسی

میزان خسارتی که یک GBU-57 – یا سلسله‌ای از آن‌ها – ایجاد می‌کند، به زمین‌شناسی در نقطه برخورد بستگی دارد.

چندین زمین‌شناس که با نیویورک تایمز مشورت کردند، گفتند که یک بررسی ایرانی از منطقه فردو، که در سال ۲۰۲۰ در Geopersia، یک مجله دانشگاهی از دانشگاه تهران، منتشر شد، نشان می‌دهد که سنگ‌های آن عمدتاً از ایگنیمبریت، نوعی سنگ آتشفشانی، تشکیل شده‌اند.

ییژاک ماکوفسکی، زمین‌شناس و استادیار دانشگاه حیفا در اسرائیل، گفت: «ایگنیمبریت ماده‌ای عالی برای حفاری است.» او گفت که اقامتگاه‌های باستانی زیرزمینی در کاپادوکیه، در مرکز ترکیه، در ایگنیمبریت حکاکی شده‌اند. برخی از این سازه‌ها دارای سطوح متعدد، تونل‌های متصل و صدها ورودی هستند.

پروفسور ماکوفسکی گفت که درجه دقیق، یا سختی، ایگنیمبریت در اطراف فردو نامشخص است، اما همانند کاپادوکیه، این ماده احتمالاً ساخت یک پناهگاه زیرزمینی را آسان‌تر کرده است. او گفت که از نظر بصری، ایگنیمبریت در اطراف فردو نسبتاً نرم به نظر می‌رسد، اما برای اطمینان نیاز به بررسی دقیق‌تر است.

او گفت که ایگنیمبریت مزیت دیگری برای ایرانیان داشت. از آنجا که نسبتاً متخلخل است، ممکن است به کاهش امواج ضربه آسیب‌رسان، مانند امواج ناشی از بمب‌های آمریکایی، کمک کند. به این ترتیب، او گفت، ایگنیمبریت ممکن است مانند «کیسه‌های شن در اطراف قلعه‌های قدیمی عمل کند که برای جلوگیری از گلوله‌ها استفاده می‌شدند.»

نیک گلوماک، استاد مهندسی و کارشناس مواد منفجره در دانشگاه ایلینوی اربانا-شمپین، گفت که تردیدی در مورد اثر بالشتکی ایگنیمبریت یا توف آتشفشانی وجود ندارد.

پروفسور گلوماک گفت: «توف در جامعه انفجار به عنوان یک جاذب انرژی بسیار کارآمد – یکی از بهترین‌ها – شناخته شده است. مواد متخلخل مانند آن در بسیاری از کاربردها برای محدود کردن منطقه آسیب‌رسان مرتبط با انفجار ناشی از یک ماده منفجره قوی استفاده می‌شوند.»

گرافیکی یک تأسیسات چندطبقه زیرزمینی را نشان می‌دهد و اشاره می‌کند که طبقات متعدد می‌توانند قدرت انفجار را کاهش دهند.

تأسیسات

مقام وزارت دفاع گفت که مجموعه فردو همچنین دارای طبقات متعدد بود که تعداد بمب‌هایی را که ایالات متحده برای تخریب سانتریفیوژها و سایر تجهیزات محاسبه کرده بود، افزایش می‌داد.

و پناهگاه می‌توانست به روش‌های دیگری نیز محافظت شده باشد.

ایران تولیدکننده عمده بتن است و محققان ایرانی مقالاتی در مورد بتن مخلوط با الیاف فولادی ریز و سایر مواد تقویت‌کننده منتشر کرده‌اند. کلی نایتو، استاد مهندسی سازه در دانشگاه لی‌های که تحقیقاتش بر عملکرد بتن مسلح متمرکز است، گفت: با ایجاد پلی در عرض ترک‌های ریز هنگام وارد شدن فشار به بتن، الیاف می‌توانند بتن را در برابر انفجار یا ضربه مقاوم‌تر کنند.

پروفسور نایتو گفت: «استفاده از الیاف می‌تواند مقاومت کششی را دو یا سه برابر کند و به ترک‌ها اجازه دهد پایدار بمانند. این امر باعث می‌شود بتن به میزان بسیار بیشتری یکپارچه باقی بماند.»

او گفت که میزان کمک آن بستگی به قدرت انفجار و ترکیب خاص بتن دارد. مشخص نیست که آیا ایرانیان از این ماده در فردو استفاده کرده‌اند یا خیر، اما او گفت که در ایالات متحده معمول شده است که بتن را با الیاف فولادی به عنوان لایه‌ای محافظ و پشتیبانی سازه‌ای به داخل تونل‌ها اسپری کنند.

رویکردهای پیچیده‌تر ممکن است شامل صفحات فولادی برای کمک به جذب شوک انفجار یا جلوگیری از پرتاب خرده‌های بتن از دیوارها و آسیب رساندن به تجهیزات یا زخمی کردن پرسنل باشد.

برخی از اقدامات حفاظتی در فردو شناخته شده است. بازرسان آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در طول سال‌ها اتاق‌های با دیوارهای ضخیم را توصیف کرده‌اند که توسط درب‌های سنگین و مقاوم در برابر انفجار از هم جدا شده‌اند.

گرافیکی سه مکان احتمالی انفجار بمب را نشان می‌دهد، از کمترین تا بیشترین خسارت: در سنگ، در شفت‌های تهویه یا در خود تأسیسات. اگر بمب در سنگ منفجر می‌شد، امواج ضربه و خرده‌های بتن در تأسیسات خسارت ایجاد می‌کرد. در داخل شفت‌های تهویه، آن امواج ضربه و انفجار به داخل تأسیسات هدایت می‌شد. اگر بمب تا خود تأسیسات نفوذ می‌کرد، انفجار ویرانگرترین حالت را داشت.

متغیرها

بنابراین، فردو چقدر آسیب دیده است؟ بخش زیادی به این بستگی دارد که بمب‌ها چقدر نزدیک به تأسیسات منفجر شده‌اند. اما با این همه متغیر – و این همه ناشناخته – ممکن است واقعاً دشوار باشد که هرگز به یقین برسیم.

مقام وزارت دفاع گفت که بمب‌ها احتمالاً به خود اتاق‌های سانتریفیوژ نرسیده‌اند، هرچند تحلیلگران هنوز در حال انجام ارزیابی‌های دقیق هستند. او گفت که هدف، استفاده از امواج ضربه و سایر اثرات انفجار برای تخریب سانتریفیوژها بود.

اگر بمب‌ها به خود پناهگاه نرسیده باشند، انفجارها می‌توانستند حتی اگر درست در خارج از آن یا در یک شفت تهویه رخ داده باشند، خسارات عمده‌ای وارد کنند.

در این صورت، در جایی که امواج ضربه برخورد می‌کردند، خسارت سازه‌ای وارد می‌شد. اندرو نیکلسون، مدیر Viper Applied Science، شرکتی مستقر در ادینبورگ که نرم‌افزار شبیه‌سازی انفجار را توسعه می‌دهد و اثرات بارهای شدید بر سازه‌ها را مطالعه می‌کند، گفت: «و سپس هرچه به تونل‌های وسیع‌تر و نقاط دورتر می‌رویم، تأثیر مخربی بر تجهیزات دارد.»

اگر یک یا چند بمب موفق به رسیدن به پناهگاه شده باشند، خسارت، هرچند قابل توجه، ممکن است هنوز محدود باشد.

پیتر مک‌دونالد، یکی دیگر از مدیران Viper، گفت: «فکر می‌کنم همه چیز را به طور قابل توجهی سوزانده باشد.»

اما آقای مک‌دونالد افزود، با وجود اینکه انفجار در فضای محدود پناهگاه برای تجهیزات ویرانگر بوده است، او انتظار فروپاشی کامل فردو را ندارد. خسارت سازه‌ای به احتمال زیاد به مناطق نزدیک انفجار محدود می‌شد.

پروفسور هرلی، کارشناس مهندسی مکانیک جانز هاپکینز، گفت که رویکرد کلی پنتاگون معقول به نظر می‌رسد.

او گفت: «من می‌گویم اگر آن‌ها زمین‌شناسی و شفت‌های تهویه را با دقت گزارش شده مطالعه کرده باشند، احتمالاً خسارات بسیار قابل توجهی وارد کرده‌اند.»

این با افزایش اطمینان مقامات آمریکایی مبنی بر اینکه حمله به فردو خسارات زیادی وارد کرده و آرایه سانتریفیوژهای آن را از بین برده است، سازگار است.

اما جان بی. ولفستال، مدیر ریسک جهانی در فدراسیون دانشمندان آمریکایی و یک مقام کنترل تسلیحات در کاخ سفید در دولت‌های اوباما و بایدن، گفت که میزان عقب‌نشینی برنامه هسته‌ای ایران از حمله ایالات متحده به فردو، به این بستگی دارد که امواج ضربه و سایر اثرات انفجار دقیقاً چگونه در پناهگاه نفوذ کرده‌اند.

آقای ولفستال گفت: «اگر موج ضربه باشد، بسیاری از چیزها قابل بازیابی هستند. اگر انفجاری شعله‌ورتر باشد و همه چیز از بین رفته باشد، احتمالاً خیلی کم باقی می‌ماند. اما تا زمانی که این را ندانیم، نمی‌توانم یک محاسبه مؤثر برای میزان باقیمانده و میزان قابل نجات انجام دهم.»