默认题主说的“原子弹”是无动力的核航弹。
50年代有一种核航弹投掷技术叫甩投(Toss bombing/Loft bombing):
载机在大迎角陡爬升的阶段释放核弹,核航弹随着惯性继续向前上方飞去,载机则继续拉大迎角,以殷麦曼机动的方式掉头并俯冲逃逸。
这种投弹方式增长了核武器从投放到落地的时间,让载机(通常是在低空投放核武器的战术飞机)有更充分的时间从核爆炸中逃逸。反过来,这也使得载机可以在更低的高度突防、投弹,提高在防空导弹威胁下的战术核载机的生存率。代价是精度有所降低。不过核弹嘛,精度相对而言不算是问题。
这样的甩投技术也就会使得核航弹在释放之后会继续爬升一段再达到最高点(下图中灰色箭头区域)。
这一上升距离显然和载机的速度以及弹药的阻力性质有关。通常要保证核航弹的远地点高度在18000英尺(≈6000米)左右。当然核航弹不是自己飞到这么高的,载机本身的高度也应该考虑在内。
当然了,如果题主所谓的“原子弹”是有动力的,那么洲际导弹通常可以将核弹头(再入载具)送到约1200千米的远地点高度(参考:国际空间站的轨道距地面约400千米)。但事实上,只要愿意,想把核弹打到火星上都没有问题。