Program de cercetare a laserelor de mare energie în interesul apărării antirachetă / complex științific și experimental. Ideea utilizării unui laser cu energie ridicată pentru a distruge rachetele balistice în etapa finală a focoaselor a fost formulată în 1964 de NG Basov și ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). În toamna anului 1965, N. G. Basov, director științific al VNIIEF Yu. B. Khariton, director adjunct al GOI pentru lucrări științifice E. N. Tsarevsky și proiectant-șef al biroului de proiectare Vympel G. V. Kisunko a trimis o notă Comitetului Central al PCUS. despre posibilitatea fundamentală de a lovi focoase de rachete balistice cu radiații laser și a propus să desfășoare un program experimental adecvat. Propunerea a fost aprobată de Comitetul Central al PCUS și programul de lucru privind crearea unei unități de tragere cu laser pentru sarcini de apărare antirachetă, pregătit în comun de OKB Vympel, FIAN și VNIIEF, a fost aprobat printr-o decizie a guvernului în 1966.
Propunerile s-au bazat pe studiul LPI privind laserele de fotodisociere cu energie ridicată (PDL) bazate pe ioduri organice și propunerea VNIIEF privind „pomparea” PDL-urilor prin lumina unei unde de șoc puternice create într-un gaz inert printr-o explozie. Institutul Optic de Stat (GOI) s-a alăturat, de asemenea, lucrării. Programul a fost denumit „Terra-3” și a prevăzut crearea de lasere cu o energie mai mare de 1 MJ, precum și crearea unui complex laser cu ardere științifică și experimentală (NEC) 5N76 pe baza lor la terenul de antrenament Balkhash, unde ideile unui sistem laser pentru apărarea antirachetă urmau să fie testate în condiții naturale. N. G. Basov a fost numit conducător științific al programului „Terra-3”.
În 1969, de la Biroul de proiectare Vympel, echipa SKB s-a separat, pe baza căreia s-a format Biroul central de proiectare Luch (mai târziu NPO Astrophysics), căruia i s-a încredințat implementarea programului Terra-3.
Resturi de construcție 41 / 42B cu un complex de localizare cu laser 5H27 a unui complex de ardere 5H76 "Terra-3", foto 2008
Complex științific experimental „Terra-3” conform ideilor americane. În Statele Unite, se credea că complexul era destinat țintelor antisatelite cu trecerea la apărarea antirachetă în viitor. Desenul a fost prezentat pentru prima dată de delegația americană la discuțiile de la Geneva din 1978. Vedere din sud-est.
Telescopul TG-1 al localizatorului laser LE-1, site-ul de testare Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser de mare energie în URSS. Prezentare. 2011).
Programul Terra-3 a inclus:
- Cercetare fundamentală în domeniul fizicii laserului;
- Dezvoltarea tehnologiei laser;
- Dezvoltarea și testarea „mașinilor” laser „experimentale„ mari”;
- Studii ale interacțiunii radiațiilor laser puternice cu materialele și determinarea vulnerabilității echipamentelor militare;
- Studiul propagării radiațiilor laser puternice în atmosferă (teorie și experiment);
- Cercetări privind optica laser și materialele optice și dezvoltarea tehnologiilor optice „de putere”;
- Lucrează în domeniul distanței cu laser;
- Dezvoltarea metodelor și tehnologiilor pentru ghidarea razelor laser;
- Crearea și construirea de noi institute și întreprinderi științifice, de proiectare, producție și testare;
- Pregătirea studenților universitari și absolvenți în domeniul fizicii și tehnologiei laserului.
Lucrările desfășurate în cadrul programului Terra-3 s-au dezvoltat în două direcții principale: distanța cu laser (inclusiv problema selectării țintei) și distrugerea cu laser a focoaselor rachetelor balistice. Lucrările la program au fost precedate de următoarele realizări: în 1961.a apărut ideea reală de creare a laserelor de fotodisociere (Rautian și Sobelman, FIAN), iar în 1962, au început studiile cu laser la OKB Vympel împreună cu FIAN și s-a propus, de asemenea, utilizarea radiației frontului de undă de șoc pentru optică pomparea laserului (Krokhin, FIAN, 1962 G.). În 1963, Vympel Design Bureau a început să dezvolte un proiect pentru localizatorul laser LE-1. După începerea lucrărilor la programul Terra-3, au fost parcurse următoarele etape pe parcursul mai multor ani:
- 1965 - au început experimentele cu lasere de fotodisociere cu energie ridicată (VFDL), s-a realizat o putere de 20 J (FIAN și VNIIEF);
- 1966 - s-a obținut energia pulsului de 100 J cu VFDL;
- 1967 - a fost selectată o diagramă schematică a localizatorului laser experimental LE-1 (OKB "Vympel", FIAN, GOI);
- 1967 - s-a obținut energie de impuls de 20 KJ cu VFDL;
- 1968 - s-a obținut energie pulsată de 300 KJ cu VFDL;
- 1968 - a început lucrul la un program de studiere a efectelor radiațiilor laser asupra obiectelor și vulnerabilităților materiale, programul a fost finalizat în 1976;
- 1968 - au început cercetările și crearea de lasere de înaltă energie HF, CO2, CO (FIAN, Luch - Astrofizică, VNIIEF, GOI etc.), lucrarea a fost finalizată în 1976.
- 1969 - cu VFDL a primit o energie într-un impuls de aproximativ 1 MJ;
- 1969 - dezvoltarea localizatorului LE-1 a fost finalizată și documentația a fost eliberată;
- 1969 - a început dezvoltarea unui laser de fotodisociere (PDL) cu pompare prin radiație a unei descărcări electrice;
- 1972 - pentru a efectua lucrări experimentale pe lasere (în afara programului „Terra-3”) s-a decis crearea unui centru interdepartamental de cercetare al OKB „Raduga” cu o rază laser (ulterior - CDB „Astrofizică”).
- 1973 - a început producția industrială de VFDL - FO-21, F-1200, FO-32;
- 1973 - la locul de testare Sary-Shagan a început instalarea unui complex laser experimental cu un localizator LE-1, a început dezvoltarea și testarea LE-1;
- 1974 - Au fost create adunatoare SRS din seria AZ (FIAN, "Luch" - "Astrofizică");
- 1975 - a fost creat un PDL puternic pompat electric, putere - 90 KJ;
- 1976 - a fost creat un laser CO2 cu electroionizare de 500 kW (Luch - Astrophysics, FIAN);
- 1978 - localizatorul LE-1 a fost testat cu succes, au fost efectuate teste pe avioane, focoase de rachete balistice și sateliți;
- 1978 - pe baza Biroului Central de Proiectare „Luch” și a MNIC OKB „Raduga”, s-a format NPO „Astrofizică” (în afara programului „Terra-3”), Director General - IV Ptitsyn, General Designer - ND Ustinov (fiul lui D. F. Ustinov).
Vizita ministrului apărării al URSS D. F. Ustinov și a academicianului A. P. Aleksandrov la OKB „Raduga”, la sfârșitul anilor 1970. (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
FIAN a investigat un nou fenomen în domeniul opticii laser neliniare - inversarea frontului de undă a radiațiilor. Aceasta este o descoperire majoră
permise în viitor într-o abordare complet nouă și foarte reușită de a rezolva o serie de probleme în fizica și tehnologia laserelor de mare putere, în primul rând problemele formării unui fascicul extrem de îngust și obiectivul său ultra-precis către o țintă. Pentru prima dată, în programul Terra-3, specialiștii de la VNIIEF și FIAN au propus să utilizeze inversarea frontului de undă pentru a viza și livra energie către o țintă.
În 1994, NG Basov, răspunzând la o întrebare despre rezultatele programului laser Terra-3, a spus: „Ei bine, am stabilit ferm că nimeni nu poate doborî
un focos cu rachete balistice cu rază laser și am făcut progrese mari în ceea ce privește laserele …”.
Academicianul E. Velikhov vorbește la consiliul științific și tehnic. În primul rând, în gri deschis, AM Prokhorov este conducătorul științific al programului „Omega”. Sfârșitul anilor 1970. (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
Subprograme și direcții de cercetare „Terra-3”:
Complex 5N26 cu un localizator laser LE-1 în cadrul programului Terra-3:
Posibilitatea potențială a localizatoarelor laser de a oferi o precizie deosebit de ridicată a măsurătorilor poziției țintă a fost studiată la Biroul de proiectare Vympel din 1962.-A fost prezentată Comisia industrială (MIC, organul guvernamental al complexului militar-industrial al URSS). un proiect pentru crearea unui localizator laser experimental pentru apărarea antirachetă, care a primit numele de cod LE-1. Decizia de a crea o instalație experimentală la locul de testare Sary-Shagan cu o rază de acțiune de până la 400 km a fost aprobată în septembrie 1963. În 1964-1965. proiectul a fost dezvoltat la Vympel Design Bureau (laboratorul G. E. Tikhomirov). Proiectarea sistemelor optice ale radarului a fost realizată de Institutul Optic de Stat (laboratorul P. P. Zakharov). Construcția instalației a început la sfârșitul anilor 1960.
Proiectul s-a bazat pe munca FIAN privind cercetarea și dezvoltarea laserelor cu rubin. Localizatorul trebuia să caute ținte într-un timp scurt în „câmpul de eroare” al radarelor, care furniza desemnarea țintei localizatorului laser, care necesită puteri medii foarte mari ale emițătorului laser în acel moment. Alegerea finală a structurii localizatorului a determinat starea reală de lucru pe laserele rubin, ale căror parametri realizabili s-au dovedit, în practică, semnificativ mai mici decât cei presupuși inițial: puterea medie a unui laser în loc de cea așteptată 1 kW era în acei ani de aproximativ 10 W. Experimentele efectuate în laboratorul N. G. Basov de la Institutul Fizic Lebedev au arătat că creșterea puterii prin amplificarea succesivă a semnalului laser într-un lanț (cascadă) de amplificatoare laser, așa cum sa prevăzut inițial, este posibilă doar până la un anumit nivel. O radiație prea puternică a distrus ele însele cristalele laser. Au apărut și dificultăți asociate cu distorsiunile termo-optice ale radiațiilor din cristale. În această privință, a fost necesar să se instaleze în radar nu unul, ci 196 de lasere care funcționează alternativ la o frecvență de 10 Hz cu o energie per impuls de 1 J. Puterea medie totală de radiație a transmițătorului laser multicanal al localizatorului era de aproximativ 2 kW. Acest lucru a dus la o complicație semnificativă a schemei sale, care a fost multipath atât la emiterea, cât și la înregistrarea unui semnal. A fost necesar să se creeze dispozitive optice de înaltă precizie de mare viteză pentru formarea, comutarea și ghidarea a 196 de raze laser, care au determinat câmpul de căutare în spațiul țintă. În dispozitivul de recepție al localizatorului, a fost utilizată o serie de 196 PMT special concepute. Sarcina a fost complicată de erori asociate cu sistemele optico-mecanice mobile de dimensiuni mari ale telescopului și comutatoarele optico-mecanice ale localizatorului, precum și cu distorsiunile introduse de atmosferă. Lungimea totală a traseului optic al localizatorului a ajuns la 70 m și a inclus multe sute de elemente optice - lentile, oglinzi și plăci, inclusiv cele în mișcare, a căror aliniere reciprocă trebuia menținută cu cea mai mare precizie.
Lasere de transmitere a localizatorului LE-1, site-ul de testare Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
O parte din calea optică a localizatorului laser LE-1, site-ul de testare Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser de înaltă energie în URSS. Prezentare. 2011).
În 1969, proiectul LE-1 a fost transferat Biroului Central de Proiectare Luch al Ministerului Industriei Apărării al URSS. ND Ustinov a fost numit proiectant-șef al LE-1. 1970-1971 dezvoltarea localizatorului LE-1 a fost finalizată în ansamblu. O cooperare largă a întreprinderilor din industria de apărare a participat la crearea localizatorului: prin eforturile LOMO și ale fabricii din Leningrad „Bolșevic”, a fost creat un telescop unic TG-1 cu parametri complexi pentru LE-1, proiectantul șef a telescopului era BK Ionesiani (LOMO). Acest telescop cu un diametru principal al oglinzii de 1,3 m a oferit o calitate optică ridicată a fasciculului laser atunci când funcționează la viteze și accelerații de sute de ori mai mari decât cele ale telescoapelor astronomice clasice. Au fost create multe noi unități radar: sisteme de scanare și comutare de precizie de mare viteză pentru controlul fasciculului laser, fotodetectoare, unități de procesare și sincronizare electronică a semnalului și alte dispozitive. Controlul localizatorului a fost automat folosind tehnologia computerului; localizatorul a fost conectat la stațiile radar ale poligonului folosind linii digitale de transmisie a datelor.
Cu participarea Biroului Central de Proiectare Geofizika (D. M. Khorol), a fost dezvoltat un transmițător laser, care a inclus 196 de lasere care erau foarte avansate la acea vreme, un sistem pentru răcirea și alimentarea cu energie a acestora. Pentru LE-1, a fost organizată producția de cristale de rubin cu laser de înaltă calitate, cristale neliniare KDP și multe alte elemente. În plus față de ND Ustinov, dezvoltarea LE-1 a fost condusă de OA Ushakov, G. E. Tikhomirov și S. V. Bilibin.
Șefi ai complexului militar-industrial al URSS la terenul de antrenament Sary-Shagan, 1974. În centru cu ochelari - Ministrul Industriei Apărării al URSS SA Zverev, la stânga - Ministrul Apărării AA Grechko și adjunctul său Yepishev, al doilea de la stânga - NG. Bass. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO "Astrophysics". Prezentare. 2009).
Șefii complexului industrial de apărare-URSS de pe amplasamentul LE-1, 1974. În centru în primul rând - ministrul apărării A. A. Grechko, la dreapta sa - N. G. Basov, pe atunci - ministru al industriei apărării din URSS S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
Construcția instalației a început în 1973. În 1974, s-au finalizat lucrările de reglare și au început testarea instalației cu telescopul TG-1 al localizatorului LE-1. În 1975, în timpul testelor, a fost atinsă o locație sigură a unei ținte de tip aeronavă la o distanță de 100 km și s-a început lucrul la amplasarea focoaselor de rachete balistice și a sateliților. 1978-1980 Cu ajutorul LE-1, au fost efectuate măsurători de traiectorie de înaltă precizie și ghidare a rachetelor, focoaselor și obiectelor spațiale. În 1979, localizatorul laser LE-1 ca mijloc de măsurare precisă a traiectoriei a fost acceptat pentru întreținerea comună a unității militare 03080 (GNIIP nr. 10 al Ministerului Apărării al URSS, Sary-Shagan). Pentru crearea localizatorului LE-1 în 1980, angajații Biroului Central de Proiectare Luch au primit Premiile Lenin și de Stat ale URSS. Lucru activ la localizatorul LE-1, incl. odată cu modernizarea unor circuite electronice și a altor echipamente, a continuat până la mijlocul anilor 1980. S-a lucrat pentru a obține informații necoordonate despre obiecte (informații despre forma obiectelor, de exemplu). La 10 octombrie 1984, localizatorul laser 5N26 / LE-1 a măsurat parametrii țintei - nava spațială reutilizabilă Challenger (SUA) - consultați secțiunea Stare de mai jos pentru mai multe detalii.
Localizator TTX 5N26 / LE-1:
Numărul de lasere din cale - 196 buc.
Lungimea traseului optic - 70 m
Puterea medie unitară - 2 kW
Raza de acțiune a localizatorului - 400 km (conform proiectului)
Precizia determinării coordonatelor:
- după raza de acțiune - nu mai mult de 10 m (conform proiectului)
- în altitudine - câteva secunde de arc (conform proiectului)
În partea stângă a imaginii din satelit din 29 aprilie 2004, clădirea complexului 5N26 cu localizatorul LE-1, în partea stângă jos a radarului Argun. Locul 38 al poligonului Sary-Shagan
Telescopul TG-1 al localizatorului laser LE-1, site-ul de testare Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser de mare energie în URSS. Prezentare. 2011).
Telescopul TG-1 al localizatorului laser LE-1, locul de testare Sary-Shagan (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Prezentare. 2009).
Investigarea laserelor cu iod de fotodisociere (VFDL) în cadrul programului „Terra-3”.
Primul laser de fotodisociere de laborator (PDL) a fost creat în 1964 de J. V. Kasper și G. S. Pimentel. pentru că analiza a arătat că crearea unui laser rubin super-puternic pompat de o lampă flash s-a dovedit a fi imposibilă, apoi în 1965 N. G. în xenon ca sursă de radiații. S-a presupus, de asemenea, că focosul unei rachete balistice va fi învins datorită efectului reactiv al evaporării rapide sub influența laserului unei părți din coaja focosului. Astfel de PDL-uri se bazează pe o idee fizică formulată în 1961 de SG Rautian și IISobelman, care au arătat teoretic că este posibil să se obțină atomi sau molecule excitate prin fotodisocierea unor molecule mai complexe atunci când sunt iradiate cu un puternic (non-laser) fluxul de lumină … Lucrările la FDL exploziv (VFDL) ca parte a programului "Terra-3" au fost lansate în cooperare între FIAN (VS Zuev, teoria VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, experimente cu VFDL), Biroul central de proiectare "Luch" cu participarea GOI, GIPH și a altor întreprinderi. În scurt timp, calea a fost trecută de la prototipuri mici și mijlocii la o serie de probe unice VFDL de mare energie produse de întreprinderi industriale. O caracteristică a acestei clase de lasere a fost disponibilitatea lor - laserul VFD a explodat în timpul funcționării, complet distrus.
Diagrama schematică a funcționării VFDL (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser de mare energie în URSS. Prezentare. 2011).
Primele experimente cu PDL, efectuate în 1965-1967, au dat rezultate foarte încurajatoare, iar până la sfârșitul anului 1969, la VNIIEF (Sarov) sub conducerea S. B., au testat PDL-uri cu o energie pulsată de sute de mii de jouli, care era de aproximativ De 100 de ori mai mare decât cel al oricărui laser cunoscut în acei ani. Desigur, nu a fost imediat posibil să se ajungă la crearea de PDL-uri cu iod cu energii extrem de mari. Au fost testate diferite versiuni ale designului laserelor. Un pas decisiv în implementarea unui design funcțional adecvat pentru obținerea unor energii cu radiații ridicate a fost făcut în 1966, când, ca urmare a studierii datelor experimentale, s-a arătat că propunerea oamenilor de știință FIAN și VNIIEF (1965) de a elimina peretele de cuarț care separă sursa de radiație a pompei și mediul activ poate fi implementat. Proiectarea generală a laserului a fost semnificativ simplificată și redusă la o carcasă sub formă de tub, în interiorul sau pe peretele exterior al căruia se afla o sarcină explozivă alungită, iar la capete erau oglinzi ale rezonatorului optic. Această abordare a făcut posibilă proiectarea și testarea laserelor cu un diametru al cavității de lucru mai mare de un metru și o lungime de zeci de metri. Aceste lasere au fost asamblate din secțiuni standard de aproximativ 3 m lungime.
Ceva mai târziu (din 1967), o echipă de dinamică a gazelor și lasere condusă de VK Orlov, care a fost formată la Vympel Design Bureau și apoi transferată la Luch Central Design Bureau, a fost implicată cu succes în cercetarea și proiectarea unui PDL pompat exploziv.. Pe parcursul lucrării, au fost luate în considerare zeci de probleme: de la fizica propagării undelor de șoc și lumină într-un mediu laser la tehnologia și compatibilitatea materialelor și crearea de instrumente și metode speciale pentru măsurarea parametrilor radiație laser de putere. Au existat, de asemenea, probleme legate de tehnologia exploziei: funcționarea laserului a necesitat obținerea unui front extrem de „neted” și drept al undei de șoc. Această problemă a fost rezolvată, sarcinile au fost proiectate și au fost dezvoltate metode pentru detonarea lor, ceea ce a făcut posibilă obținerea frontului neted necesar al undei de șoc. Crearea acestor VFDL-uri a făcut posibilă începerea experimentelor pentru a studia efectul radiației laser de înaltă intensitate asupra materialelor și structurilor țintelor. Lucrarea complexului de măsurare a fost asigurată de Institutul Optic de Stat (I. M. Belousova).
Site-ul de testare pentru lasere VFD VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere de înaltă energie și sisteme laser în URSS. Prezentare. 2011).
Dezvoltarea de modele pentru VFDL Central Design Bureau "Luch" sub conducerea V. K. Orlov (cu participarea VNIIEF):
- FO-32 - în 1967 s-a obținut o energie pulsată de 20 KJ cu un VFDL pompat exploziv, producția comercială de VFDL FO-32 a început în 1973;
VFD laser FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere de înaltă energie și sisteme laser în URSS. Prezentare. 2011).
- FO-21 - în 1968, pentru prima dată cu VFDL cu pompare explozivă, s-a obținut o energie într-un impuls de 300 KJ și tot în 1973 a început producția industrială a VFDL FO-21;
- F-1200 - în 1969, pentru prima dată cu un VFDL pompat exploziv, s-a obținut o energie de impuls de 1 megajoule. Până în 1971, proiectarea a fost finalizată, iar în 1973 a început producția industrială a VFDL F-1200;
Probabil, prototipul laserului FF-1200 VFD este primul laser megajoule, asamblat la VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Din istoria creației de lasere și sisteme laser de înaltă energie în URSS. Prezentare. 2011) …
Același WFDL, același loc și timp. Măsurătorile arată că acesta este un cadru diferit.
TTX VFDL:
Investigația laserelor care utilizează împrăștierea Raman (SRS) în cadrul programului Terra-3:
Răspândirea radiației de la primele VFDL a fost nesatisfăcătoare - două ordine de mărime mai mari decât limita de difracție, ceea ce a împiedicat livrarea de energie pe distanțe semnificative. În 1966, NG Basov și II Sobel'man și colegii de muncă au propus să rezolve problema utilizând o schemă în două etape - un laser combinator cu împrăștiere Raman în două etape (laser Raman), pompat de mai multe lasere VFDL cu „slab” împrăștiere. Eficiența ridicată a laserului Raman și omogenitatea ridicată a mediului său activ (gaze lichefiate) au făcut posibilă crearea unui sistem laser în două etape extrem de eficient. Cercetarea laserelor Raman a fost supravegheată de EM Zemskov (Luch Central Design Bureau). După cercetarea fizicii laserelor Raman la FIAN și VNIIEF, „echipa” Biroului Central de Proiectare Luch în 1974-1975. a efectuat cu succes la locul de testare Sary-Shagan din Kazahstan o serie de experimente cu un sistem cu 2 cascade din seria "AZ" (FIAN, "Luch" - ulterior "Astrofizică"). Aceștia au trebuit să utilizeze optică mare realizată din silice topită special concepută pentru a asigura rezistența la radiații a oglinzii de ieșire a laserului Raman. Un sistem raster multi-oglindă a fost folosit pentru a cupla radiația de la laserele VFDL în laserul Raman.
Puterea laserului Raman AZh-4T a ajuns la 10 kJ pe impuls, iar în 1975 a fost testat un laser Raman cu oxigen lichid AZh-5T cu o putere de impuls de 90 kJ, o deschidere de 400 mm și o eficiență de 70%. Până în 1975, laserul AZh-7T trebuia folosit în complexul Terra-3.
Laser SRS pe oxigen lichid AZh-5T, 1975. Diafragma de ieșire laser este văzută în față. (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
Sistem raster multi-oglindă folosit pentru a introduce radiația VDFL într-un laser Raman (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
Optică de sticlă distrusă de radiația laser Raman. Înlocuit cu optică de cuarț de înaltă puritate (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser de mare energie în URSS. Prezentare. 2011).
Studiul efectului radiației laser asupra materialelor în cadrul programului „Terra-3”:
Un amplu program de cercetare a fost efectuat pentru a investiga efectele radiațiilor laser de mare energie asupra unei varietăți de obiecte. Probele de oțel, diferite probe de optică și diverse obiecte aplicate au fost folosite ca „ținte”. În general, B. V. Zamyshlyaev a condus direcția studiilor impactului asupra obiectelor, iar A. M. Bonch-Bruevich a condus direcția cercetării asupra puterii radiației opticii. Lucrările la program au fost efectuate din 1968 până în 1976.
Impactul radiației VEL asupra elementului de acoperire (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Din istoria creării de lasere de înaltă energie și sisteme laser în URSS. Prezentare. 2011).
Probă de oțel de 15 cm grosime. Expunere la laser solid. (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
Influența radiației VEL asupra opticii (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere de înaltă energie și sisteme laser în URSS. Prezentare. 2011).
Impactul unui laser CO2 cu energie ridicată asupra unui model de aeronavă, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creației de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
Studiul laserelor cu descărcare electrică de mare energie în cadrul programului „Terra-3”:
PDL-urile reutilizabile de descărcare electrică au necesitat o sursă de curent electric pulsat foarte puternică și compactă. Ca o astfel de sursă, sa decis să se utilizeze generatoare magnetice explozive, a căror dezvoltare a fost realizată de echipa VNIIEF condusă de A. I. Pavlovsky în alte scopuri. Trebuie remarcat faptul că A. D. Saharov a fost, de asemenea, la originea acestor lucrări. Generatoarele magnetice explozive (altfel se numesc generatoare magneto-cumulative), la fel ca laserele PD convenționale, sunt distruse în timpul funcționării atunci când încărcătura lor explodează, dar costul lor este de multe ori mai mic decât costul unui laser. Generatorii explozivi-magnetici, special concepuți pentru laserele de fotodissociere cu descărcare electrică de A. I. Pavlovsky și colegii săi, au contribuit la crearea în 1974 a unui laser experimental cu o energie de radiație pe impuls de aproximativ 90 kJ. Testele acestui laser au fost finalizate în 1975.
În 1975, un grup de designeri de la Luch Central Design Bureau, condus de VK Orlov, au propus abandonarea laserelor WFD explozive cu o schemă în două etape (SRS) și înlocuirea acestora cu lasere PD cu descărcare electrică. Acest lucru a necesitat următoarea revizuire și ajustare a proiectului complexului. Trebuia să utilizeze un laser FO-13 cu o energie de impuls de 1 mJ.
Lasere mari cu descărcare electrică asamblate de VNIIEF.
Investigarea laserelor controlate cu fascicul de electroni de mare energie în cadrul programului „Terra-3”:
Lucrarea la un laser cu impulsuri de frecvență 3D01 a unei clase de megawatt cu ionizare printr-un fascicul de electroni a început la Biroul Central de Proiectare „Luch” din inițiativa și cu participarea lui NG Basov și ulterior a pornit într-o direcție separată la OKB „Raduga "(mai târziu - GNIILT-uri" Raduga ") sub conducerea lui G. G. Dolgova-Savelyeva. Într-o lucrare experimentală din 1976 cu un laser CO2 controlat cu fascicul de electroni, sa obținut o putere medie de aproximativ 500 kW la o rată de repetare de până la 200 Hz. A fost utilizată o schemă cu o buclă gaz-dinamică „închisă”. Ulterior, a fost creat un laser KS-10 cu impulsuri de frecvență îmbunătățit (Biroul Central de Proiectare "Astrofizică", NV Cheburkin).
Laser de electroionizare cu frecvență-impuls 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
Complex științific și experimental de fotografiere 5N76 "Terra-3":
În 1966, Biroul de proiectare Vympel, sub conducerea OA Ushakov, a început dezvoltarea unui proiect de proiect pentru complexul poligonal experimental Terra-3. Lucrările la proiectarea proiectului au continuat până în 1969. Inginerul militar NN Shakhonsky a fost supervizorul imediat al dezvoltării structurilor. Desfășurarea complexului a fost planificată la locul de apărare antirachetă din Sary-Shagan. Complexul a fost destinat efectuării de experimente privind distrugerea focoaselor de rachete balistice cu lasere de mare energie. Proiectul complexului a fost corectat în mod repetat în perioada 1966-1975. Din 1969, proiectarea complexului Terra-3 a fost realizată de Biroul Central de Proiectare Luch sub conducerea MG Vasin. Complexul trebuia să fie creat folosind un laser Raman în două etape, cu laserul principal situat la o distanță considerabilă (aproximativ 1 km) de sistemul de ghidare. Acest lucru s-a datorat faptului că la laserele VFD, atunci când emiteau, trebuia să utilizeze până la 30 de tone de exploziv, ceea ce ar putea avea un impact asupra preciziei sistemului de ghidare. De asemenea, a fost necesar să se asigure absența acțiunii mecanice a fragmentelor de lasere VFD. Radiația de la laserul Raman la sistemul de ghidare trebuia transmisă printr-un canal optic subteran. Trebuia să folosească laserul AZh-7T.
În 1969, la GNIIP nr. 10 al Ministerului Apărării al URSS (unitatea militară 03080, terenul de antrenament pentru apărarea antirachetă Sary-Shagan) de pe amplasamentul nr. 38 (unitatea militară 06544), a început construcția de instalații pentru lucrări experimentale pe teme cu laser. În 1971, construcția complexului a fost suspendată temporar din motive tehnice, dar în 1973, probabil după ajustarea proiectului, a fost reluată.
Motivele tehnice (conform sursei - Zarubin PV "Academician Basov …") au constat în faptul că la o lungime de undă de microni a radiației laser era practic imposibil să focalizați fasciculul pe o zonă relativ mică. Acestea. dacă ținta se află la o distanță mai mare de 100 km, atunci divergența unghiulară naturală a radiației laser optice în atmosferă ca urmare a împrăștierii este de 0, 0001 grade. Acest lucru a fost stabilit în cadrul Institutului de Optică Atmosferică din Sucursala Siberiană a Academiei de Științe a URSS din Tomsk, special creat pentru a asigura implementarea programului de creare a armelor cu laser, condus de Acad. V. E. Zuev. Din aceasta a rezultat că locul radiației laser la o distanță de 100 km ar avea un diametru de cel puțin 20 de metri, iar densitatea energiei pe o suprafață de 1 cm pătrat la o sursă totală de laser de energie de 1 MJ ar fi mai mică mai mare de 0,1 J / cm2. Acest lucru este prea puțin - pentru a lovi o rachetă (pentru a crea o gaură de 1 cm2 în ea, depresurizând-o), este necesar mai mult de 1 kJ / cm2. Și dacă inițial ar fi trebuit să folosească lasere VFD pe complex, atunci după identificarea problemei cu focalizarea fasciculului, dezvoltatorii au început să se aplece spre utilizarea de lasere combinate în două etape bazate pe împrăștierea Raman.
Proiectarea sistemului de îndrumare a fost realizată de către GOI (P. P. Zakharov) împreună cu LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). Suportul rotativ de înaltă precizie a fost creat la fabrica bolșevică. Unitățile de transmisie de înaltă precizie și cutiile de viteze fără jocuri pentru rulmenți rotativi au fost dezvoltate de Institutul Central de Cercetare pentru Automatizare și Hidraulică cu participarea Universității Tehnice de Stat din Moscova Bauman. Calea optică principală a fost realizată complet pe oglinzi și nu conținea elemente optice transparente care să poată fi distruse de radiații.
În 1975, un grup de designeri de la Luch Central Design Bureau, condus de VK Orlov, au propus abandonarea laserelor WFD explozive cu o schemă în două etape (SRS) și înlocuirea acestora cu lasere PD cu descărcare electrică. Acest lucru a necesitat următoarea revizuire și ajustare a proiectului complexului. Trebuia să utilizeze un laser FO-13 cu o energie de impuls de 1 mJ. În cele din urmă, facilitățile cu lasere de luptă nu au fost niciodată finalizate și puse în funcțiune. A fost construit și utilizat doar sistemul de ghidare al complexului.
Academicianul Academiei de Științe a URSS BV Bunkin (NPO Almaz) a fost numit proiectant general al lucrărilor experimentale la „obiectul 2506” (complexul „Omega” al armelor de apărare antiaeriană - CWS PSO), la „obiectul 2505” (CWS ABM și PKO "Terra -3") - Membru corespondent al Academiei de Științe a URSS ND Ustinov ("Biroul Central de Proiectare" Luch "). Supervizor științific - Vicepreședinte al Academiei de Științe a URSS Academician EP Velikhov. Din unitatea militară 03080 de analizarea funcționării primelor prototipuri de mijloace laser de PSO și apărare antirachetă a fost condusă de șeful departamentului 4 al departamentului 1, inginer-locotenent colonel GISemenikhin. armele și echipamentele militare pe principii fizice noi folosind lasere au fost efectuate de șeful departamentului, care a devenit laureat în 1980 Premiul Lenin pentru acest ciclu de muncă, colonelul YV Rubanenko. 3 "), în primul rând, la poziția de control și de tragere (KOP) 5Ж16К și în zonele" G "și" D ". Deja în noiembrie 1973, prima operațiune de luptă experimentală a fost efectuată la KOP. lucrează în condițiile depozitului de deșeuri. În 1974, pentru a rezuma munca desfășurată cu privire la crearea armelor pe noi principii fizice, a fost organizată o expoziție la terenul de testare din „Zona G”, prezentând cele mai noi instrumente dezvoltate de întreaga industrie a URSS în acest domeniu. Expoziția a fost vizitată de ministrul apărării al marșalului URSS al Uniunii Sovietice A. A. Grechko. Lucrările de luptă au fost efectuate cu ajutorul unui generator special. Echipajul de luptă era condus de locotenent-colonelul I. V. Nikulin. Pentru prima dată la locul de testare, o țintă de mărimea unei monede de cinci copeici a fost lovită de un laser la distanță scurtă.
Proiectarea inițială a complexului Terra-3 în 1969, proiectarea finală în 1974 și volumul componentelor implementate ale complexului. (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
Succesele obținute au accelerat activitatea la crearea unui complex experimental de luptă cu laser 5N76 „Terra-3”. Complexul consta în clădirea 41 / 42V (clădirea sudică, uneori numită „locul 41”), care găzduia un centru de comandă și calcul bazat pe trei calculatoare M-600, un localizator laser precis 5N27 - un analog al LE-1 / 5N26 localizator laser (a se vedea mai sus), sistem de transmitere a datelor, sistem universal de timp, sistem de echipamente tehnice speciale, comunicații, semnalizare. Lucrările de testare a acestei instalații au fost efectuate de departamentul 5 al complexului de testare 3 (șeful departamentului, colonelul I. V. Nikulin). Cu toate acestea, pe complexul 5N76, blocajul a reprezentat decalajul în dezvoltarea unui generator special puternic pentru implementarea caracteristicilor tehnice ale complexului. S-a decis instalarea unui modul experimental generator (un simulator cu laser CO2?) Cu caracteristicile realizate pentru a testa algoritmul de luptă. Pentru acest modul a fost necesară construirea clădirii 6A (clădire sud-nord, uneori numită „Terra-2”) nu departe de clădirea 41 / 42B. Problema generatorului special nu a fost niciodată rezolvată. Structura pentru laserul de luptă a fost ridicată la nord de „Site-ul 41”, un tunel cu comunicații și un sistem de transmisie de date a condus la acesta, dar instalarea laserului de luptă nu a fost efectuată.
Instalația laser cu rază experimentală a constat din lasere reale (rubin - o gamă de 19 lasere rubin și un laser CO2), un sistem de ghidare și închidere a fasciculului, un complex informațional conceput pentru a asigura funcționarea sistemului de ghidare, precum și un localizator laser de înaltă precizie 5H27, conceput pentru determinarea precisă a obiectivelor coordonatelor. Capacitățile 5N27 au făcut posibilă nu numai determinarea intervalului până la țintă, ci și obținerea caracteristicilor exacte de-a lungul traiectoriei sale, a formei obiectului, a dimensiunii sale (informații fără coordonate). Cu ajutorul 5N27, au fost efectuate observații ale obiectelor spațiale. Complexul a efectuat teste asupra efectului radiației asupra țintei, orientând fasciculul laser către țintă. Cu ajutorul complexului, s-au efectuat studii pentru a direcționa fasciculul unui laser de mică putere către ținte aerodinamice și pentru a studia procesele de propagare a unui fascicul laser în atmosferă.
Testele sistemului de ghidare au început în 1976-1977, dar lucrările la principalele lasere de tragere nu au părăsit stadiul de proiectare și, după o serie de întâlniri cu ministrul industriei apărării din URSS SA Zverev, s-a decis închiderea Terra - 3 . În 1978, cu acordul Ministerului Apărării al URSS, programul pentru crearea complexului 5N76 „Terra-3” a fost închis oficial.
Instalația nu a fost pusă în funcțiune și nu a funcționat în totalitate, nu a rezolvat misiunile de luptă. Construcția complexului nu a fost complet finalizată - sistemul de ghidare a fost instalat în totalitate, au fost instalate laserele auxiliare ale localizatorului sistemului de ghidare și simulatorul fasciculului de forță. În 1989, lucrările pe subiecte cu laser au început să se reducă. În 1989, la inițiativa lui Velikhov, instalația Terra-3 a fost prezentată unui grup de oameni de știință americani.
Schema de construcție 41 / 42V a complexului 5N76 "Terra-3".
Partea principală a clădirii 41 / 42B a complexului 5H76 "Terra-3" este telescopul sistemului de ghidare și cupola de protecție, imaginea a fost făcută în timpul unei vizite la instalație de către delegația americană, 1989.
Sistemul de ghidare al complexului "Terra-3" cu un localizator laser (Zarubin PV, Polskikh SV Din istoria creării de lasere și sisteme laser cu energie mare în URSS. Prezentare. 2011).
Stare: URSS
- 1964 - N. G. Basov și O. N. Krokhin au formulat ideea lovirii GS BR cu un laser.
- toamna 1965 - o scrisoare către Comitetul central al PCUS despre necesitatea unui studiu experimental de apărare antirachetă cu laser.
- 1966 - începutul lucrărilor în cadrul programului Terra-3.
- 10 octombrie 1984 - localizatorul laser 5N26 / LE-1 a măsurat parametrii țintei - nava spațială reutilizabilă Challenger (SUA). În toamna anului 1983, mareșalul Uniunii Sovietice DF Ustinov a sugerat ca comandantul trupelor ABM și PKO Yu. Votintsev să folosească un complex laser pentru a însoți „naveta”. La acea vreme, o echipă de 300 de specialiști făcea îmbunătățiri la complex. Acest lucru a fost raportat de Yu. Votintsev ministrului apărării. La 10 octombrie 1984, în timpul celui de-al 13-lea zbor al navetei Challenger (SUA), când orbitele sale orbitale au avut loc în zona sitului de testare Sary-Shagan, experimentul a avut loc atunci când instalația laser funcționa la detectare. mod cu puterea minimă de radiație. Altitudinea orbitală a navei spațiale în acel moment era de 365 km, intervalul înclinat de detectare și urmărire era de 400-800 km. Desemnarea precisă a țintei instalației laser a fost emisă de complexul de măsurare radar Argun.
După cum a raportat echipajul Challenger mai târziu, în timpul zborului peste zona Balkhash, nava a deconectat brusc comunicarea, au existat defecțiuni ale echipamentului și astronauții înșiși s-au simțit rău. Americanii au început să o rezolve. Curând și-au dat seama că echipajul a fost supus unui fel de influență artificială din partea URSS și au declarat un protest oficial. Pe baza unor considerații umane, în viitor, instalația laser și chiar o parte din complexele de inginerie radio ale locului de testare, care au un potențial energetic ridicat, nu au fost folosite pentru a însoți navetele. În august 1989, o parte a unui sistem laser conceput să vizeze un laser către un obiect a fost arătată delegației americane.
