正在波茨坦进行首脑会晤的杜鲁门得知原子弹爆炸成功的消息后十分高兴。第二天，陆军部长史汀生专程飞到波茨坦，向总统详细汇报了实验的情况。这时，美国除了已用于实验的那颗原子弹外，还拥有两颗，一颗是用铀作裂变材料的，绰号为"小男孩"；另一颗是以钚作裂变材料的，绰号为"胖子"。
２９岁的上校和第５０９混成大队
１９４４年９月１８日，美国空军第２航空队司令部。
乌泽尔·恩特少将端坐在办公桌前，不远处笔直地站着１名空军中校。"从今天气，你将被晋升为上校，并将领导一个新组建的第５０９混成大队，"将军严肃地说，"你得把部队装备全部准备好，去投掷一件新研制的，被称作'原子弹'的秘密武器。你得把它装到飞机上去，决定采取什么策略、训练方法和投掷弹道以及其他的一切事，都将是你任务中的一部分。""可是，"中校迟疑了一下，"就这些吗？""至于原子弹，我也知之不多，一会儿将会有技术人员给你作专门介绍。"少将又补充道，"这将成为一件大事，我想它有能力结束这场战争。"
中校听到这里有些激动，作为百里挑一的幸运者，他明白这次任务的重大意义。
恩特少将还告诉他，在空军内部，投掷原子弹工作的代号为"银盘"，如果需要什么东西，只须使用这个具有魔力的代号即可。
这位被赋予特殊任务的中校名叫保罗·蒂贝茨，他被认为是当时最优秀的轰炸机飞行员。他曾率领第１批Ｂ－１７轰炸机从英国旗飞去轰炸德国；曾在欧洲战场运送艾森豪威尔将军到他的直布罗陀指挥所；并曾率领他的编队赴北非执行轰炸任务。此时，２９岁的蒂贝茨已是中校，并在空军中享有盛誉。
蒂贝茨对将要担负的任务满怀信心。他马上开始着手进行第５０９混成大队的组建工作。由于各方面大开绿灯，工作进行得异常顺利。第５０９混成大队编制军官２５６名，士兵１５００余人，它是在第３９３轰炸机中队的基础上组建起来的。第３９３轰炸机中队是一支训练有素的部队，当时正在美国本土训练，准备投入欧洲的作战。大队的军官大多数都是从空军各部队精心挑选来的，尤其是蒂贝茨机组更是优中选优，机组人员大都在以往的作战中与蒂贝茨有过密切的合作。如投弹手菲阿比少校曾是蒂贝茨在欧洲战场上的老搭档，副驾驶路易斯上尉在北非作战中一直与蒂贝茨驾驶同一架飞机。另外，领航员温卡克、射手卡伦也都是一流的机组人员。
第５０９混成大队装备了当时美国最先进的Ｂ－２９远程轰炸机，它自重７００００磅，满载时重量达１３５０００磅，需要８０００英尺长的跑道才能起飞。机组人员共１１人，包括正、副驾驶员、机械师、投弹手、领航员、无线电报务员、雷达员以及４名炮手。
Ｂ－２９飞机１９４４年初投入了批量生产，蒂贝茨是Ｂ－２９轰炸机的最初试飞者，这也是他被选择执行这次任务的一个重要原因。
新组建的第５０９混成大队被带到了犹他州的文多弗空军基地。它位于低矮的山岭之间，与世隔绝，四周都是盐碱地，荒无人烟，一平空旷，是练习轰炸的良好场所。文多弗基地离城市较远，气候条件也比较差，但第５０９混成大队享受着十分优厚的待遇。他们只要在发往司令部的电报末尾加上"银盘"两字，就可立即得到所需要的一切给养和器材。他们食用的水果、蔬菜和鲜鱼都是从２０００公里以外空运来的。
奇特的训练
第５０９混成大队的一切行动都带有一种神秘的色彩。蒂贝茨要求全队人员要高度保密，可那些人连秘密是什么都不知道。其实蒂贝茨对原子弹也知之甚少，他接受任务后曾有人给他讲授过原子分裂的奥妙，一知半解的蒂贝茨仅仅意识到原子弹是一种尖端、秘密、威力巨大的武器。他耳边回响的只是恩特少将的一句话：这种武器有能力结束这场战争，你只许成功，不许失败。
他们首先训练的课题是高空目视轰炸。飞机飞到３０００英尺的高空，投弹手便通过先进的诺登牌瞄准器，对排列在地面上用石灰画的目标圈进行瞄准。圆圈直径为１００米，可从３０００英尺的高空往下看时，它几乎缩成了一个圆点。习惯于在多云的欧洲上空用雷达进行轰炸瞄准的飞行人员都感到奇怪，为什么要对目标进行目测轰炸训练？至于轰炸的方式则更使他们大惑不解。每次都是单机飞行，而且仅投１枚炸弹，这枚炸弹也十分奇特，比一般炸弹要大出许多，足有四五吨重。每次飞机投弹过后，立即做一个１５５°的俯冲转弯，而后迅速离开目标区。为什么这样，大家谁也不问，知道这已涉及了国家最高机密。但他们同时也隐隐感到，他们要投掷的绝非一般炸弹，可能要以性命作一次赌博。
１９４５年４月底，蒂贝茨上校接到命令，将他的大队和所有装备转场至马里亚那群岛中的提尼安岛北机场，在那里接受更加接近实战条件下的训练。
提尼安岛比文多弗基地要大得多，但形状有些类似。它当时已成为美军在太平洋马里亚那群岛中最大的空军基地。基地有西、北、南３个机场，各种设施十分齐全。美军轰炸日本的飞机有相当一部分是由美国大陆转场至提尼安岛，然后由提尼安岛飞向日本的。有时有近千架战略轰炸机以１５秒的间隔从６０条跑道上同时期飞前去轰炸日本的目标，因此这里显得十分繁忙。
第５０９混成大队来到提尼安岛，被安置在用铁丝网团团围住的"第８大道。和"第１２５大街"，在那里又开始了他们"奇特"的训练。岛上工作人员很少有同他们接触的机会。他们看到这个神秘的第５０９大队每次只是小编队执行任务，而且从来没有什么辉煌战果却受到如此重视，便编了顺口溜来形容他们：
秘密小队飞上天空，欲去何处无人知情。
除非你想得罪上司，最好不要四处打听。
但有一点毋庸怀疑，５０９将赢得战争。
在１９４５年６月以前，第５０９混成大队进行了一般性技术训练，主要是适应太平洋上空的气候条件并进一步提高投弹精度。从６月底开始，他们进行了战斗演习训练，此后又进行了实战训练，即用品通炸弹对日本进行轰炸。这样一方面可使飞行员熟悉目标区情况，提高轰炸技术水平；另一方面模拟与投掷原子弹相同的战术，使日本人习惯Ｂ－２９飞机小编队高空飞行，用以麻痹日本人，达到使用原子弹的突然性。经过几个月的严格训练，他们的投弹命中率大大提高，著名的投弹手菲阿比能在万米高空目视瞄准，把模拟弹投在１００米的圈内。
确 定 目 标
１９４５年７月的一天，美国国防部大楼内依然像往常一样忙忙碌碌，但从人们脸上增加的笑容里似乎已看到了战争胜利的希望。陆军部长史汀生来到二楼的会议室，参加会议的代表都已在那里等候。他们中有国防部、国务院的代表，有军方主要是空军的代表，还有几位原子弹专家。这次会议是在杜鲁门总统授意下，由陆军部长史汀生负责召开的，主要研究在日本空投原子弹的具体事宜。一名中尉记录员在长方形会议室的一角认真地听着与会代表的每一句话。
首先要决定的是原子弹的轰炸目标。军方和国务院事先已共同提出了一份可供选择的１７个目标的清单，包括：东京、京都、横滨、名古屋、大坂、神户、广岛、小仓、福冈、长崎、新澙、佐世保等。"选中的目标应该是符合下列条件，"史汀生说，"如果这些地方遭到轰炸，将最严重地影响日本人的作战意志。这些目标应该是军事性的，或是有重要的司令部，或是部队的集中地，或是军用设备的供应和生产中心。为准确估计原子弹的效果，这些目标应该是没有被空袭毁坏过的。"他说完环视了一下四周，目光落在了一位面露难色的空军上校身上。"上校先生，我想听听您的意见。""部长阁下，事实上像您所说的这类以前未被空袭的目标已经很少了，一些目标之所以未遭到大规模轰炸，是因为日本人将盟军的战俘营设在了城市中，或是紧靠在城市边上，而且我们缺少这方面准确的情报。"
的确，美国人的轰炸机几乎光顾了日本所有的大中城市。东京是一个可能的目标，但它实际上已被炸遍了，除了皇宫庭院依然完好外，东京已是一片瓦砾。新澙、佐世保、广岛等城市之所以保存较好，是因为空军得到情报，说日军将大量战俘关押在城市中，而美军又不知战俘营的确切位置。"现在首要的问题是要把已经研制好的原子弹尽早投到日本，尽快结束这场战争，"史汀生沉思了一会儿说，"战争每进行一天，我们的代价都是惨重的。所以，其他问题都是次要的。"
看来，史汀生已经没有精力再去考虑战俘问题。最后，代表们终于定下了３条原则：第一，目标大小必须是方圆超过３英里的中等以上市区，且有重要目标；第二，要能够被原子弹的冲击波有效破坏；第三，８月以前不大可能被空军轰炸。记录员的笔无情地圈上了广岛、小仓、新澙、长崎这４座城市。广岛是重要的军事基地和起运港，小仓有数座日本重要的兵工厂......而且这４座城市均未遭受过大规模破坏。