После окончания курса боевой подготовки в Уиндовере 509-я авиагруппа была переброшена на Кубу, где тренировалась в длительных полётах над морем. 26 апреля 1945 г. авиагруппа полковника Тиббетса была признана готовой к боевому применению и начала перебазироваться на аэродром Норд-Филд на острове Тиниан из группы Марианских островов.

Вопрос о боевом применении ядерного оружия встал уже в конце 1944 г. Создатели бомбы, политическое руководство и военные торопились: опасались появления ядерного оружия у Германии, поэтому ни у кого не было сомнений, что бомбу сбросят на Германию, причём хорошо бы в полосе наступления Советских войск… Но Германии повезло — она капитулировала 9 мая 1945 г. Единственным противником осталась Япония.

Была создана специальная группа, которая выработала рекомендации по выбору цели для ядерной бомбардировки. Вкратце эти рекомендации выглядят так: Нужно сбросить по крайней мере 2 бомбы, чтобы противник подумал, что у США есть запас ядерных бомб. Цель должна иметь компактную застройку, преимущественно деревянными зданиями (все японские города имели такую застройку), иметь большое военно-стратегическое значение и не подвергаться до этого налётам бомбардировочной авиации. Это позволяло точнее определить эффект от ядерной бомбардировки.

В качестве объектов атомной бомбардировки были выбраны четыре японских города, удовлетворявших перечисленным требованиям: Хиросима, Ниигата, Кокура и Киото. Впоследствии Киото — город-памятник, древняя столица Японии, по решению военного министра Стимсона, была вычеркнута из чёрного списка. Его место занял портовый город Нагасаки.

Окончательное решение о применении было за президентом Трумэном (Рузвельт к тому времени уже умер) и оно было положительным. В своих мемуарах он пишет:

«Принимать окончательное решение о времени и месте применения бомбы должен был я. В этом не может быть никакого сомнения. Я считал атомную бомбу средством ведения войны и никогда не сомневался в необходимости пустить её в ход».

Генерал Гровс по этому поводу заметил: «Трумэн не так уж много сделал, сказав да. В те времена потребовалось бы огромное мужество, чтобы сказать нет».

Тем временем 509-авиагруппа начала тренировочные полёты с острова Тиниан. При этом небольшие группы по 2–3 В-29 сбрасывали массо-габаритные макеты атомной бомбы («Тыквы») на соседние с объектами будущей атомной бомбардировки японские города. Полёты проходили практически в полигонных условиях: японцы, экономя горючее и боеприпасы, при появлении на большой высоте одиночных самолётов даже не объявляли воздушной тревоги. Личный состав авиагруппы, за исключением полковника Тиббетса, считал, что эти полёты, засчитывавшиеся экипажам как боевые вылеты, и есть их работа. Лётчики испытывали, правда, лёгкое разочарование, так как «Тыквы» по всем параметрам уступали английским сверхмощным 5- и 10- тонным бомбам, а о точности прицеливания с 10-километровой высоты и говорить нечего. Всего было выполнено 12 таких полётов, одной из целей которых было приучить японцев к виду тройки В-29 на большой высоте.

С этими полётами, возможно, связана одна легенда, о которой можно было и не говорить, если бы она не получила широкого распространения. В смутное время Перестройки в ряде изданий появилось, со ссылкой на какие-то документы из архивов внешней разведки, сенсационное утверждение, что на Японию было сброшено не две, а три атомные бомбы, но одна из них не взорвалась и попала в руки советских разведчиков. Зная, с какими трудностями и в какие сроки были получены делящиеся материалы для первых двух бомб, можно с уверенностью утверждать, что третьей бомбы не могло быть в принципе.

Бомбардировщик В-29 «Энола Гей» — один из 15 самолётов, переоборудованных в носители ядерного оружия. Все они были сведены в 393-ю бомбардировочную эскадрилью, 509-го смешанного авиаполка, о. Тиниан, август 1945 г.

«Энола Гей» накатывается на яму с бомбой. Знак на киле уже изменен

Бомба «Малыш» в яме, перед погрузкой в самолёт «Энола Гэй». Антенны высотомера установят позже

Бывший сотрудник посольства СССР в Токио, генерал-майор в отставке М.И. Иванов предполагает, что в этих документах речь идет о неразорвавшейся 250-килограммовой американской бомбе, упавшей вблизи советского консульства в Нагасаки. Рискнём высказать ещё одно предположение, в которое, впрочем, не очень верим сами. В ходе тренировочных полетов 509-й авиагруппы могла не разорваться одна из «Тыкв». «Наши люди» могли заинтересоваться бомбой необычной формы, что и нашло отражение в документах.

26 июля 1945 г. Уильям Парсонс на крейсере «Индианополис» доставил на Тиниан урановый заряд для первой бомбы. К тому времени японский флот был уничтожен практически полностью, и капитану III ранга Парсонсу морской путь доставки казался надёжнее воздушного. По иронии судьбы на обратном пути «Индианополис» был потоплен человекоторпедой, выпущенной одной из немногих уцелевших японских подводных лодок. Заряд для плутониевой бомбы был доставлен по воздуху самолётом С-54. Бомбы, самолёты и экипажи были готовы к 2 августа, но приходилось ждать улучшения погоды.

Первая атомная бомбардировка была намечена на 6 августа 1945 г. Основная цель — Хиросима, запасные — Кокура и Нагасаки. Тиббетс решил вести В-29 с тактическим номером 82 сам. Командир корабля капитан Льюис должен был занять правое кресло второго пилота. Места штурмана-навигатора и штурмана-бомбардира заняли старший штурман авиагруппы капитан Ван Кирк и старший бомбардир майор Ферреби. Остальные члены экипажа — бортмеханик ст. сержант Дазенбери, радист рядовой Нельсон, стрелки сержант Карон и сержант Шумард, оператор РЛС сержант Стиборик — были оставлены на своих местах. Кроме них в состав экипажа входили специалисты по полезной нагрузке из Лос-Аламоса — руководитель разработки Малыша капитан III ранга Парсонс, механик лейтенант Джеппсон и электронщик ст. лейтенант Бисер. Средний возраст экипажа не превышал 27 лет, выделялся только 44-летний Парсонс.

В операции «Сентеборд» должны были участвовать семь В-29. Три самолёта выполняли роль разведчиков погоды над Хиросимой, Кокурой и Нагасаки. В-29 полковника Тиббетса возьмёт на борт урановую бомбу «Малыш». Его сопровождают ещё две «Сверхкрепости», одна из которых сбрасывает над целью контейнер с измерительной аппаратурой, а вторая фотографирует результаты бомбардировки. Седьмой В-29 был заранее послан на остров Иводзима, лежащий на маршруте группы, для возможной замены одной из машин. На борту своего В-29 номер 82 Пол Тиббетс попросил написать имя своей матери — Энола Гэй (Enola Gay).

В дни, предшествовавшие вылету «Энолы Гэй», на Тиниане произошло несколько катастроф при взлёте перегруженных В-29 других авиагрупп. Насмотревшись на то, как они взрывались на собственных бомбах, Парсонс решил зарядить пушку «Малыша» в воздухе после взлёта. Эта операция не была предусмотрена заранее, но сравнительно несложная конструкция «Малыша» теоретически позволяла это сделать. После нескольких тренировок в бомбоотсеке стоящего самолёта, Парсонсу удалось, ободрав руки об острые кромки деталей и перепачкавшись в графитовой смазке, научиться выполнять эту операцию за 30 мин.

5 августа, накануне вылета, Тиббетс собрал экипаж «Энолы Гэй» и сообщил, что ему выпала честь сбросить первую в истории атомную бомбу, эквивалентную по мощности примерно 20 тыс. т обычной взрывчатки. Парсонс показал фотографии, сделанные три недели назад в Аламогоро.

6 августа в 1 ч 37 мин стартовали три самолёта метеоразведки: В-29 «Straight Flash», «Full House» и «Yabbit III». В 2 ч 45 мин поднялась в воздух ударная тройка: «Enola Gay» с «Малышом» в бомбоотсеке, «The Great Artist» с измерительной аппаратурой и «Necessary Evil» с фотоаппаратурой. На корпусе «Малыша» было написано: За души погибших членов экипажа «Индианополиса». После взлёта Парсонс спустился в тёмный и негерметичный бомбоотсек, зарядил пушку бомбы урановым снарядом и подключил электродетонатор.