1945년 8월 9일, 두 번째 공중 투하 임무는 509 복합 그룹의 스위니 승무원에게 떨어졌습니다. Sweeney는 한때 히로시마 폭격 중 폭격 효과 관찰 임무를 수행하기 위해 승무원을 이끌고 Maestro 관측기를 비행했습니다. Maestro는 이번에도 여전히 과학 장비를 보유하고 있기 때문에 다시 관측기로 사용될 예정입니다. Sweeney는 원자폭탄 운반선으로 또 다른 B-29 항공기인 Bock Car를 사용할 수밖에 없었습니다. 8월 9일 오전 3시 39분, 복의 차는 패티를 태운 채 티니안 공항을 떠나 일본으로 날아갔다. Sweeney는 자신도 Paul Tibbetts만큼 행운을 누릴 수 있도록 계속해서 기도했습니다.
그러나 일이 순조롭게 진행되지는 않았다. 비행기가 이륙한 직후 연료 탱크 중 하나가 오작동하여 600갤런의 연료를 사용하지 못할 수도 있다는 사실이 발견되었습니다. Sweeney는 거리를 대략적으로 추정하고 연료가 기본적으로 충분하다고 믿고 계속 비행하기로 결정했습니다. 복의 차가 이오지마 상공의 집결지까지 날아갔을 때, 일찍 이륙한 다른 관측 및 사진기 두 대가 그곳에서 복과의 집결을 기다리고 있을 예정이었으나 복은 그 중 한 대만 마주쳤다. Sweeney는 그곳에서 30분을 기다렸지만 여전히 다른 항공기의 흔적을 발견하지 못하여 결연히 고쿠라를 향해 날아갔습니다. 9시 5분에 Bock의 차가 고쿠라 위로 날아갔습니다. 그날 고쿠라 상공의 기상 조건은 하늘에 짙은 구름이 짙게 깔려 있고, 땅에는 짙은 연기가 피어오르고, 시야가 극도로 낮을 정도로 매우 나빴습니다. 보크의 차는 3주 동안 고쿠라 상공을 맴돌았지만 여전히 목표 지점인 아스날 5번을 찾지 못했습니다. 이때 코쿠라의 지상 대공군은 집중적인 대공포를 발사했고, 스위니는 비행 고도를 높여야 했다. Sweeney는 표적을 찾기 위해 다시 고쿠라 상공으로 진입하기로 결정했을 때 무선 통신사로부터 다음과 같은 보고를 받았습니다. 일본 요격 항공기가 사용하는 요격 주파수로 판단하면 요격을 위해 전투기가 이륙할 수 있습니다. 비행기 안에는 패닉이 있었습니다. 스위니는 기지에 접촉하기 전에 비행기를 돌려 남서쪽으로 날아갔습니다. 그는 대신 나가사키를 폭격하기로 결정했습니다. 고쿠라를 떠난 후 그는 기지에 보고를 명령했습니다. 고쿠라 상공에는 폭탄을 투하할 수 없으며 대신 나가사키를 폭격했습니다. 10시 28분, 비행기는 나가사키 상공에 도착했습니다. 마침 이날 나가사키도 구름이 많아 처음으로 나가사키 상공에 진입했는데도 표적이 발견되지 않았다. 연료 게이지의 포인터가 급격히 떨어졌고 Sweeney는 두 번째로 진입할 때 무슨 일이 있어도 Fat Man을 떨어뜨리기로 결정하고 탑승한 승무원에게 다음과 같이 말했습니다. "레이더 타겟팅으로 전환하고 폭탄 투하 준비를 하십시오." , 그리고 돌아오세요."
Bombardier Kermit Behan은 Fiabi와 같은 베테랑이었습니다. 조준을 위해 레이더 장비로 전환하려고 할 때 갑자기 자신 아래에 있는 두 구름 사이에 큰 틈이 있음을 발견했습니다. 그 틈을 통해 조준 지점이 선명하게 보였습니다. 그는 즉시 스위니에게 시각 폭격을 할 수 있다고 알렸습니다. 10시 58분, '팻맨'은 '복의 차'에서 이탈해 나가사키로 날아갔다.
폭탄이 투하된 후 '복스카'는 연료가 심각하게 부족해 연료 보충을 위해 돌아오는 길에 오키나와에 비상착륙해야 했다. '복의 차'는 20시간의 비행을 마치고 아주 늦게 티니안 섬으로 돌아왔습니다. '팻맨'의 폭발력은 '리틀보이'보다 컸지만, 나가사키는 삼면이 산으로 둘러싸인 지형이라 히로시마보다 피해가 적었다.
히로시마 공격 이후 오전 11시 2분, 미군은 일본에 대해 두 번째 원자폭탄 공격을 감행했다. 5대의 B-29 폭격기로 구성된 특공대가 나가사키 시내에 원자폭탄 '팻맨'을 투하했다. '팻맨'은 길이 약 3.6m, 지름 약 1.5m, 무게 약 4.9톤, TNT 생산량 2만2000톤, 폭발 높이 503m의 플루토늄 폭탄이다. 이날 폭탄테러로 나가사키시 인구 23만명 중 10만명이 넘는 사상자와 실종자가 발생했고 시내 건물 60채가 파괴됐다.