El Kursk fue la última nave de la clase de submarinos Oscar-II, que fue diseñada y aprobada por la Unión Soviética. Con sus 155 m de largo y sus 4 pisos de alto, fue uno de los submarinos de ataque más grande jamás construido. La clase a la que pertenecía este submarino fue calificada como insumergible (si esta palabra tiene aplicación en un submarino), gracias a su doble casco. El casco externo hecho de acero al cromoníquel de 8,5 mm de grosor, con una excepcional resistencia a la corrosión.
La mañana del 12 de agosto de 2000, el submarino empezó una misión de entrenamiento. Como parte del ejercicio, el Kursk tenía que disparar dos torpedos sin explosivo a un crucero de batalla de la clase Kirov. A las 11:28 hora local (7:28 UTC), algo de peróxido de prueba (HTP), una forma muy concentrada de peróxido de hidrógeno usado como propergol para el torpedo, se filtró a través de la herrumbre en la carcasa del torpedo. El HTP reaccionó con cobre y latón en el tubo desde el que se disparó el torpedo, causando una reacción en cadena que ocasionó una explosión. La puerta abierta de la sala de torpedos permitió a la onda expansiva propagarse a través de los dos primeros de los 9 compartimentos en el enorme submarino, probablemente matando 7 hombres en el primer compartimento y al menos hiriendo o desorientando a los 36 hombres del segundo compartimento.
La onda expansiva se propagó también al puesto de mando, llenándolos de humo y llamas. Tras la explosión, se cree que el capitán intentó ordenar un soplado de emergencia, que hace que el submarino ascienda rápidamente a la superficie, pero el humo le venció. La boya de emergencia, diseñada para soltarse del submarino automáticamente cuando se detectan situaciones de emergencia, no se desplegó porque estaba desactivada.
Dos minutos y 15 segundos después de la explosión inicial, tuvo lugar una explosión mucho más grande. La información sismográfica de las estaciones a lo largo del norte de Europa muestran que la explosión ocurrió a la misma profundidad que el fondo marino, sugiriendo que el submarino había colisionado con el fondo marino, lo que unido a las crecientes temperaturas debidas a la explosión inicial, ocasionaron la explosión de más torpedos. La segunda explosión fue equivalente a entre 5 y 7 toneladas de TNT, o alrededor de media docena de cabezas de torpedos. Tras la segunda explosión, los reactores nucleares se desactivaron para evitar un desastre nuclear, a pesar de que la onda expansiva fue suficiente para casi destruir los reactores.
La segunda explosión abrió un agujero de 2 m² en el casco del navío, que había sido diseñado para soportar profundidades de 1 km. La explosión también dejó abiertos el tercer y el cuarto compartimento. El agua entró en estos compartimentos a razón de 90.000 litros por segundo, matando a todos los que se encontraban en su interior, incluyendo 5 oficiales de los cuarteles de la séptima división. La mampara del quinto compartimento resistió la explosión, haciendo que las barras de control nucleares se mantuvieran en su lugar evitando un desastre nuclear.
Pese a intentos de rescate hechos por equipos británicos y noruegos, todos los marineros y oficiales a bordo del Kursk fallecieron. Las primeras investigaciones sugirieron que la mayor parte del equipo habría muerto unos minutos después de la explosión. Sin embargo, otras investigaciones demuestran que muchos supervivientes se refugiaron en la parte trasera del barco 4 horas después del accidente.
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