Испытание супербомбы («изделия 202») на Новоземельском полигоне приказом главнокомандующего ВВС было поручено прикомандированному к 71-му полигону ВВС экипажу самолета Ту-95—202 409 тбап 106 тбад 2 отбак ДА в составе: командир корабля – заместитель командира эскадрильи майор Дурновцев Андрей Егорович; помощник командира корабля – капитан Кондратенко Михаил Константинович; штурман корабля – штурман эскадрильи майор Клещ Иван Никифорович; второй штурман корабля – старший лейтенант Бобиков Анатолий Сергеевич; борттехник – старший борттехник-инструктор полка майор Евтушенко Григорий Михайлович; оператор РЭП – начальник службы РЭБ эскадрильи капитан Прокопенко Александр Филиппович; командир огневых установок – начальник воздушно-огневой службы эскадрильи капитан Снетков Вячеслав Михайлович; старший воздушный стрелок-радист – начальник связи эскадрильи старший лейтенант Машкин Михаил Петрович; стрелок-радист – ефрейтор Болотов Василий Яковлевич.
Для полета в строю с самолетом-носителем Ту-95—202 был предусмотрен самолет-носитель Ту-16 с задачей выполнения функций самолета-дублера и измерений при взрыве его мощности, значения поражающих факторов и регистрации процесса развития взрыва. Экипаж самолета-дублера Ту-16 был назначен в составе: командир корабля – подполковник Мартыненко Владимир Федорович; помощник командира корабля – старший лейтенант Муханов Владимир Иванович; штурман корабля – майор Григорюк Семен Артемьевич; штурман-оператор – майор Музланов Василий Тимофеевич; воздушный стрелок-радист – старший сержант Шумилов Михаил Емельянович; командир огневых установок – старшина Суслов М.П.
Окончательная сборка, проверка и подготовка к подвеске изделия на самолет осуществлялась на аэродроме «Оленья». Из воспоминаний начальника центральной базы хранения ядерного оружия п-ка А.И. Смирнова: «В начале октября 1961 г. меня пригласил начальник Главного управления генерал-полковник В.А. Болятко и проинформировал, что я включен в состав государственной комиссии по проведению испытания нового сверхмощного термоядерного заряда на Новоземельском полигоне.
Мне предстоит принять и разгрузить специальные эшелоны на прирельсовой базе объекта, доставить изделие и все грузы специального назначения на авиационную базу, обеспечить подъемно-транспортными средствами все работы по подготовке изделия к испытаниям, подать и подвесить снаряженное изделие к самолету-носителю, осуществить его предполетную подготовку.
24 октября комиссия прибыла на авиационную базу. До прибытия комиссии наша часть приняла на своей прирельсовой базе несколько спецэшелонов, в том числе и специзделие. Его разгрузили и доставили в сборочный наземный корпус. Но мостовой кран сборочного корпуса был рассчитан на 30 тонн и требовался запас прочности еще на 15 %, а изделие весило 28 т. Пришлось проводить испытание крана на 40 т и освидетельствовать его. Испытания прошли успешно, и комиссия разрешила работу с изделием этим краном».
Взлет самолета-носителя Ту-95—202 был произведен в 9 ч. 27 мин. 30 октября 1961 г. Два самолета в одном строю полетели к цели по маршруту: Оленья – мыс Канин Нос – Рогачево – Парькова земля – район цели. В полете на самолете-носителе все оборудование работало исправно. Самолет-носитель вышел вперед на 12—15 км. В 11 ч. 30 мин. с высоты 10 500 м бомба была сброшена по цели Д-2 в районе пролива Маточкин Шар.
Отделение от самолета прошло нормально, затем началось последовательное срабатывание каскада вытяжных парашютов: первым раскрылся парашют площадью 0,5 м2, вторым – 5,5 м2, а затем одновременно три по 42 м2, которые извлекли основной парашют площадью 1600 м2. Изделие начало плавно снижаться. С самолета-носителя последовало закодированное сообщение на командный пункт о нормальном отделении изделия и раскрытии парашютов.
Кабины самолета были закрыты защитными светонепроницаемыми шторками от прямого излучения взрыва, члены экипажа надели светозащитные очки. Наконец свершилось – на 188 с после отделения супербомбы от самолета о-в Новая Земля был озарен длительным свечением небывалой яркости. Вспышка наблюдалась в течение 65—70 с, а очень яркая ее часть – в течение 25—30 с. Взрыв изделия произошел по команде от барометрических датчиков, как и планировалось, на высоте 4000 м относительно цели.