Programa de recerca de làsers d'alta energia en interès de defensa antimíssils / complex científic i experimental. La idea d'utilitzar un làser d'alta energia per destruir míssils balístics en l'etapa final de les ogives va ser formulada el 1964 per NG Basov i ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). A la tardor de 1965, N. G. Basov, director científic de VNIIEF Yu. B. Khariton, subdirector de GOI per al treball científic E. N. Tsarevsky i dissenyador en cap de l’oficina de disseny de Vympel G. V. Kisunko, va enviar una nota al Comitè Central del PCUS. sobre la possibilitat fonamental de colpejar ogives de míssils balístics amb radiació làser i va proposar desplegar un programa experimental adequat. La proposta va ser aprovada pel Comitè Central del PCUS i el programa de treball sobre la creació d’una unitat de trets làser per a tasques de defensa de míssils, elaborat conjuntament per OKB Vympel, FIAN i VNIIEF, va ser aprovat per decisió del govern el 1966.
Les propostes es van basar en l'estudi de l'LPI sobre làsers de fotodissociació d'alta energia (PDL) basats en iodurs orgànics i la proposta de VNIIEF sobre el "bombament" de PDL "a la llum d'una forta ona de xoc creada en un gas inert per una explosió". L'Institut Optptic Estatal (GOI) també s'ha sumat al treball. El programa es va anomenar "Terra-3" i va proporcionar la creació de làsers amb una energia superior a 1 MJ, així com la creació d'un complex làser de tir científic i experimental (NEC) 5N76 basat en el camp d'entrenament de Balkhash, on s’havien de provar les condicions d’un sistema làser per a la defensa de míssils en condicions naturals. N. G. Basov va ser nomenat supervisor científic del programa "Terra-3".
El 1969, des de l’Oficina de Disseny de Vympel, l’equip de SKB es va separar, sobre la base del qual es va formar l’Oficina de Disseny Central de Luch (més tard NPO Astrophysics), a la qual se li va encarregar la implementació del programa Terra-3.
Restes de la construcció 41 / 42B amb un complex de localització làser 5H27 d’un complex de cocció "Terra-3" 5H76, foto 2008
Complex experimental científic "Terra-3" segons idees americanes. Als Estats Units, es creia que el complex estava destinat a objectius antisatèl·lits amb la transició a la defensa antimíssils en el futur. El dibuix va ser presentat per primera vegada per la delegació nord-americana a les converses de Ginebra el 1978. Vista des del sud-est.
Telescopi TG-1 del localitzador làser LE-1, lloc de proves de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
El programa Terra-3 incloïa:
- Recerca fonamental en el camp de la física del làser;
- Desenvolupament de tecnologia làser;
- Desenvolupament i proves de "grans" màquines "làser" experimentals;
- Estudis de la interacció de la potent radiació làser amb els materials i determinació de la vulnerabilitat de l'equipament militar;
- Estudi de la propagació de potents radiacions làser a l'atmosfera (teoria i experiment);
- Recerca sobre òptica làser i materials òptics i desenvolupament de tecnologies òptiques de "potència";
- Treballa en el camp de la gamma làser;
- Desenvolupament de mètodes i tecnologies per a la guia del feix làser;
- Creació i construcció de nous instituts i empreses científiques, de disseny, producció i proves;
- Formació d'estudiants de grau i postgrau en el camp de la física i la tecnologia del làser.
El treball en el marc del programa Terra-3 es va desenvolupar en dues direccions principals: la distància làser (incloent el problema de la selecció d’objectius) i la destrucció amb làser de caps de míssils balístics. Els treballs del programa van ser precedits pels següents èxits: el 1961.va sorgir la idea real de crear làsers de fotodissociació (Rautian i Sobelman, FIAN), i el 1962 es van iniciar els estudis sobre el rang làser a OKB Vympel juntament amb FIAN, i també es va proposar utilitzar la radiació del front d'ona de xoc per a òptiques bombament del làser (Krokhin, FIAN, 1962 G.). El 1963, el Vympel Design Bureau va començar a desenvolupar un projecte per al localitzador làser LE-1. Després de començar els treballs del programa Terra-3, s'han transcorregut les següents etapes al llarg de diversos anys:
- 1965 - van començar els experiments amb làsers de fotodissociació d'alta energia (VFDL), es va aconseguir una potència de 20 J (FIAN i VNIIEF);
- 1966 - es va obtenir una energia de pols de 100 J amb VFDL;
- 1967 - es va seleccionar un diagrama esquemàtic del localitzador làser experimental LE-1 (OKB "Vympel", FIAN, GOI);
- 1967 - es va obtenir una energia de pols de 20 KJ amb VFDL;
- 1968 - es va obtenir una energia de pols de 300 KJ amb VFDL;
- 1968 - es va començar a treballar en un programa per estudiar els efectes de la radiació làser en objectes i vulnerabilitats materials, el programa es va acabar el 1976;
- 1968 - es va iniciar la investigació i creació de làsers d'alta freqüència HF, CO2, CO (FIAN, Luch - Astrophysics, VNIIEF, GOI, etc.), el treball es va acabar el 1976.
- 1969 - amb VFDL va rebre una energia en un pols d'aproximadament 1 MJ;
- 1969 - es va completar el desenvolupament del localitzador LE-1 i es va publicar la documentació;
- 1969 - es va iniciar el desenvolupament d'un làser de fotodissociació (PDL) amb bombament per radiació d'una descàrrega elèctrica;
- 1972 - per dur a terme treballs experimentals sobre làsers (fora del programa "Terra-3") es va decidir crear un centre de recerca interdepartamental de l'OKB "Raduga" amb una gamma làser (més tard - CDB "Astrofísica").
- 1973 - es va iniciar la producció industrial de VFDL: FO-21, F-1200, FO-32;
- 1973 - al lloc de proves de Sary-Shagan, va començar la instal·lació d’un complex làser experimental amb un localitzador LE-1, es va iniciar el desenvolupament i la prova del LE-1;
- 1974 - Es van crear els additius SRS de la sèrie AZ (FIAN, "Luch" - "Astrofísica");
- 1975 - es va crear un potent PDL bombat elèctricament, amb una potència de 90 KJ;
- 1976 - es va crear un làser CO2 d’electroionització de 500 kW (Luch - Astrophysics, FIAN);
- 1978 - es va provar amb èxit el localitzador LE-1, es van realitzar proves en avions, ogives de míssils balístics i satèl·lits;
- 1978 - sobre la base de l'Oficina Central de Disseny "Luch" i el MNIC OKB "Raduga", es va formar l'NPO "Astrofísica" (fora del programa "Terra-3"), Director General - IV Ptitsyn, Dissenyador General - ND Ustinov (fill de D. F. Ustinov).
La visita del ministre de Defensa de l'URSS D. F. Ustinov i l'acadèmic A. P. Aleksandrov a l'OKB "Raduga", a finals dels anys setanta. (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
FIAN va investigar un nou fenomen en el camp de l'òptica làser no lineal: inversió de la radiació davant d'ona. Es tracta d’un descobriment important
permetrà en un futur un enfocament completament nou i amb molt d’èxit per resoldre una sèrie de problemes en la física i la tecnologia dels làsers d’alta potència, principalment els problemes de formar un feix extremadament estret i el seu objectiu ultra-precís cap a un objectiu. Per primera vegada, va ser al programa Terra-3 que especialistes de VNIIEF i FIAN van proposar utilitzar la inversió del front d'ona per dirigir-se i lliurar energia a un objectiu.
El 1994, NG Basov, responent a una pregunta sobre els resultats del programa làser Terra-3, va dir: Bé, vam establir fermament que ningú no pot disparar
una ogiva de míssils balístics amb un feix làser, i hem fet grans avenços en làsers … “.
L’acadèmic E. Velikhov intervé al consell científic i tècnic. A la primera fila, en gris clar, AM Prokhorov és el supervisor científic del programa "Omega". Finals dels anys setanta. (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Subprogrames i orientacions de la investigació "Terra-3":
Complex 5N26 amb un localitzador làser LE-1 sota el programa Terra-3:
La possibilitat dels localitzadors làser de proporcionar una precisió especialment alta de les mesures de la posició objectiu es va estudiar a l'Oficina de Disseny de Vympel des del 1962.-Es va presentar la Comissió Industrial (MIC, l'òrgan governamental del complex militar-industrial de la URSS). un projecte per crear un localitzador làser experimental per a la defensa de míssils, que va rebre el nom de codi LE-1. El setembre de 1963 es va aprovar la decisió de crear una instal·lació experimental al lloc de proves de Sary-Shagan amb un abast de fins a 400 km. El 1964-1965. el projecte s’estava desenvolupant al Vympel Design Bureau (laboratori de G. E. Tikhomirov). El disseny dels sistemes òptics del radar va ser dut a terme per l'Institut icalptic Estatal (laboratori de P. P. Zakharov). La construcció de la instal·lació va començar a finals dels anys seixanta.
El projecte es va basar en el treball de FIAN sobre investigació i desenvolupament de làsers de rubí. Se suposava que el localitzador buscaria objectius en poc temps al "camp d'error" dels radars, que proporcionaven la designació de l'objectiu al localitzador làser, que requeria unes potències mitjanes molt elevades de l'emissor làser en aquell moment. L’elecció final de l’estructura del localitzador va determinar l’estat real de treball dels làsers de rubí, els paràmetres assolibles dels quals a la pràctica van resultar ser significativament inferiors als suposats inicialment: la potència mitjana d’un làser en lloc de l’esperada 1 El kW era en aquells anys d’uns 10 W. Els experiments realitzats al laboratori de N. G. Basov a l’Institut Físic Lebedev van demostrar que augmentar la potència amplificant successivament el senyal làser en una cadena (cascada) d’amplificadors làser, com es preveia inicialment, només és possible fins a un nivell determinat. Una radiació massa potent va destruir els mateixos cristalls làser. També van sorgir dificultats associades a distorsions termoòptiques de la radiació en cristalls. En aquest sentit, era necessari instal·lar al radar no un, sinó 196 làsers que funcionessin alternativament a una freqüència de 10 Hz amb una energia per pols de 1 J. La potència de radiació mitjana total del transmissor làser multicanal del localitzador era de 2 kW. Això va conduir a una complicació significativa del seu esquema, que era multipath tant en emetre com en registrar un senyal. Va ser necessari crear dispositius òptics d'alta velocitat d'alta precisió per a la formació, commutació i guiat de 196 feixos làser, que determinessin el camp de cerca a l'espai objectiu. Al dispositiu receptor del localitzador, es va utilitzar una matriu de 196 PMT dissenyats especialment. La tasca es va complicar amb errors associats a sistemes òptics-mecànics mòbils de gran format del telescopi i interruptors òptic-mecànics del localitzador, així com amb distorsions introduïdes per l'atmosfera. La longitud total del recorregut òptic del localitzador va arribar als 70 mi incloïa molts centenars d’elements òptics: lents, miralls i plaques, inclosos els mòbils, l’alineació mútua dels quals s’havia de mantenir amb la màxima precisió.
Làsers transmissors del localitzador LE-1, lloc de proves de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Des de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Part del recorregut òptic del localitzador làser LE-1, el lloc de proves de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV De la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
El 1969, el projecte LE-1 va ser transferit a l’Oficina Central de Disseny de Luch del Ministeri d’Indústria de Defensa de l’URSS. ND Ustinov va ser nomenat dissenyador en cap del LE-1. 1970-1971 el desenvolupament del localitzador LE-1 es va completar en el seu conjunt. Una àmplia cooperació d'empreses de la indústria de defensa va participar en la creació del localitzador: gràcies als esforços de LOMO i la planta "Bolxevic" de Leningrad, es va crear un telescopi TG-1 únic en termes de paràmetres complexos per a LE-1, el dissenyador principal del telescopi era BK Ionesiani (LOMO). Aquest telescopi amb un diàmetre principal del mirall d’1,3 m proporcionava una alta qualitat òptica del feix làser quan operava a velocitats i acceleracions centenars de vegades superiors a les dels telescopis astronòmics clàssics. Es van crear moltes unitats de radar noves: sistemes d’escaneig i commutació de precisió d’alta velocitat per controlar el feix làser, fotodetectors, unitats de processament i sincronització de senyals electrònics i altres dispositius. El control del localitzador era automàtic mitjançant tecnologia informàtica; el localitzador es connectava a les estacions de radar del polígon mitjançant línies de transmissió de dades digitals.
Amb la participació del Geofizika Central Design Bureau (D. M. Khorol), es va desenvolupar un transmissor làser que incloïa 196 làsers molt avançats en aquell moment, un sistema per a la seva refrigeració i alimentació. Per a LE-1, es va organitzar la producció de cristalls de rubí làser d'alta qualitat, cristalls KDP no lineals i molts altres elements. A més de ND Ustinov, el desenvolupament de LE-1 va ser liderat per OA Ushakov, G. Tikhomirov i S. V. Bilibin.
Caps del complex militar-industrial de l'URSS al camp d'entrenament de Sary-Shagan, 1974. Al centre amb ulleres - Ministre d'Indústria de la Defensa de la URSS SA Zverev, a l'esquerra - El ministre de Defensa AA Grechko i el seu adjunt Yepishev, segon a l'esquerra - NG. Bass. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO "Astrophysics". Presentació. 2009).
Caps del complex industrial defensa-URSS al lloc LE-1, 1974. Al centre de la primera fila - Ministre de Defensa A. A. Grechko, a la seva dreta - N. G. Basov, llavors - Ministre d'Indústria de Defensa de la URSS S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
La construcció de la instal·lació va començar el 1973. El 1974 es van acabar les tasques d’ajust i es van iniciar les proves de la instal·lació amb el telescopi TG-1 del localitzador LE-1. El 1975, durant les proves, es va aconseguir una ubicació segura d’un objectiu tipus avió a una distància de 100 km, i es va començar a treballar en la localització d’uns ogives de míssils balístics i satèl·lits. 1978-1980 Amb l'ajut de LE-1, es van dur a terme mesures de trajectòria d'alta precisió i guiatge de míssils, ogives i objectes espacials. El 1979, es va acceptar el localitzador làser LE-1 com a mitjà per mesurar la trajectòria amb precisió per al manteniment conjunt de la unitat militar 03080 (GNIIP núm. 10 del Ministeri de Defensa de l'URSS, Sary-Shagan). Per a la creació del localitzador LE-1 el 1980, els empleats de l’Oficina de Disseny Central de Luch van rebre els Premis Lenin i d’Estat de la URSS. Treball actiu al localitzador LE-1, incl. amb la modernització d'alguns dels circuits electrònics i altres equips, es va continuar fins a mitjan anys vuitanta. Es va treballar per obtenir informació no coordinada sobre objectes (informació sobre la forma dels objectes, per exemple). El 10 d’octubre de 1984, el localitzador làser 5N26 / LE-1 va mesurar els paràmetres de l’objectiu, la sonda reutilitzable Challenger (EUA), consulteu la secció d’estat següent per obtenir més detalls.
Localitzador TTX 5N26 / LE-1:
El nombre de làsers del recorregut: 196 unitats.
Longitud del recorregut òptic: 70 m
Potència mitjana unitària: 2 kW
Distància del localitzador: 400 km (segons el projecte)
Precisió de la determinació de coordenades:
- per abast - no més de 10 m (segons el projecte)
- en alçada - diversos segons d'arc (segons el projecte)
A la part esquerra de la imatge de satèl·lit del 29 d'abril de 2004, es troba l'edifici del complex 5N26 amb el localitzador LE-1, a la part inferior esquerra del radar Argun. 38è lloc del polígon de Sary-Shagan
Telescopi TG-1 del localitzador làser LE-1, lloc de proves de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Telescopi TG-1 del localitzador làser LE-1, lloc de proves de Sary-Shagan (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Presentació. 2009).
Investigació de làsers de iode de fotodissociació (VFDL) dins del programa "Terra-3".
El primer làser de fotodissociació de laboratori (PDL) va ser creat el 1964 per J. V. Kasper i G. Pimentel. Perquè l’anàlisi va demostrar que la creació d’un súper potent làser de rubí bombat per un llum de flaix va resultar impossible, i el 1965, N. G. Basov i O. N. en xenó com a font de radiació. També es va suposar que la punta d'un míssil balístic seria derrotada a causa de l'efecte reactiu de l'evaporació ràpida sota la influència del làser d'una part de la closca de la cap. Aquests PDL es basen en una idea física formulada el 1961 per SG Rautian i IISobelman, que van demostrar teòricament que és possible obtenir àtoms o molècules excitats mitjançant la fotodissociació de molècules més complexes quan s’irradien amb un potent (no làser). flux de llum … El treball sobre FDL explosiu (VFDL) com a part del programa "Terra-3" es va iniciar en cooperació amb FIAN (VS Zuev, teoria de VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, experiments amb VFDL), Oficina Central de Disseny "Luch" amb el participació de GOI, GIPH i altres empreses. En poc temps, el camí es va passar de prototips petits i mitjans a una sèrie de mostres VFDL d'alta energia úniques produïdes per empreses industrials. Una característica d’aquesta classe de làsers era la seva disponibilitat: el làser VFD va explotar durant el funcionament i va ser completament destruït.
Esquema esquemàtic de l’operació VFDL (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d’alta energia a l’URSS. Presentació. 2011).
Els primers experiments amb PDL, realitzats entre 1965-1967, van donar resultats molt encoratjadors i, a finals de 1969, a VNIIEF (Sarov) sota la direcció de S. B., van provar PDL amb una energia de pols de centenars de milers de joules, que era aproximadament de 100 vegades superior al de qualsevol làser conegut en aquells anys. Per descomptat, no va ser possible immediatament arribar a la creació de PDL de iode amb energies extremadament altes. S'han provat diverses versions del disseny dels làsers. Un pas decisiu en la implementació d’un disseny viable adequat per a l’obtenció d’energies d’alta radiació es va fer el 1966, quan, com a resultat de l’estudi de les dades experimentals, es va demostrar que la proposta dels científics FIAN i VNIIEF (1965) per eliminar Es pot implementar una paret de quars que separa la font de radiació de la bomba i l'entorn actiu. El disseny general del làser es va simplificar significativament i es va reduir a una carcassa en forma de tub, dins o a la paret exterior del qual es trobava una càrrega explosiva allargada, i als extrems hi havia miralls del ressonador òptic. Aquest enfocament va permetre dissenyar i provar làsers amb un diàmetre de cavitat de treball superior a un metre i una longitud de desenes de metres. Aquests làsers es van muntar a partir de seccions estàndard d’uns 3 m de llargada.
Una mica més tard (des del 1967), un equip de làsers i dinàmica de gasos dirigit per VK Orlov, que es va formar a l’Oficina de Disseny de Vympel i després es va transferir a l’Oficina de Disseny Central de Luch, es va dedicar amb èxit a la investigació i el disseny d’un PDL bombat explosivament.. En el transcurs del treball, es van considerar dotzenes de qüestions: des de la física de la propagació de les ones de xoc i llum en un medi làser fins a la tecnologia i compatibilitat de materials i la creació d’eines i mètodes especials per mesurar els paràmetres d’alta radiació làser de potència. També hi havia problemes de tecnologia d'explosió: el funcionament del làser requeria l'obtenció d'un front extremadament "suau" i recte de l'ona de xoc. Aquest problema es va resoldre, es van dissenyar les càrregues i es van desenvolupar mètodes per a la seva detonació, cosa que va permetre obtenir el front suau requerit de l'ona de xoc. La creació d’aquests VFDL va permetre iniciar experiments per estudiar l’efecte de la radiació làser d’alta intensitat sobre els materials i les estructures dels objectius. El treball del complex de mesura va ser proporcionat per l'Institut icalptic Estatal (I. M. Belousova).
Lloc de prova dels làsers VFD VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Desenvolupament de models per a l'oficina central de disseny VFDL "Luch" sota la direcció de V. K. Orlov (amb la participació de VNIIEF):
- FO-32 - el 1967 es va obtenir una energia de pols de 20 KJ amb un VFDL bombat explosiu, la producció comercial de VFDL FO-32 va començar el 1973;
Làser VFD FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV Des de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
- FO-21 - el 1968, per primera vegada amb el VFDL amb bombament explosiu, es va obtenir una energia en un impuls de 300 KJ, i també el 1973 es va iniciar la producció industrial del VFDL FO-21;
- F-1200: el 1969, per primera vegada amb un VFDL bombat explosivament, es va obtenir una energia de pols d’1 megajoule. El 1971 es va acabar el disseny i el 1973 es va iniciar la producció industrial del VFDL F-1200;
Probablement, el prototip del làser VFD F-1200 és el primer làser de megajoule, reunit a VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. De la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011) …
El mateix WFDL, el mateix lloc i hora. Les mesures mostren que es tracta d’un marc diferent.
TTX VFDL:
Investigació de làsers mitjançant dispersió Raman (SRS) en el marc del programa Terra-3:
La dispersió de la radiació dels primers VFDL no va ser satisfactòria: dos ordres de magnitud superiors al límit de difracció, cosa que va impedir l’enviament d’energia a distàncies significatives. El 1966, NG Basov i II Sobel'man i els seus col·laboradors van proposar resoldre el problema mitjançant un esquema de dues etapes: un làser combinador de dispersió Raman (làser Raman) de dues etapes, bombat per diversos làsers VFDL amb "pobres". dispersió. L'alta eficiència del làser Raman i l'alta homogeneïtat del seu medi actiu (gasos liquats) van permetre crear un sistema làser de dues etapes altament eficient. La investigació dels làsers Raman va ser supervisada per EM Zemskov (Luch Central Design Bureau). Després d'investigar la física dels làsers Raman a FIAN i VNIIEF, l '"equip" de l'Oficina Central de Disseny de Luch el 1974-1975. va dur a terme amb èxit al lloc de proves de Sary-Shagan a Kazakhstan una sèrie d'experiments amb un sistema de 2 cascades de la sèrie "AZ" (FIAN, "Luch" - posteriorment "Astrofísica"). Van haver d’utilitzar grans òptiques de sílice fusionada especialment dissenyades per garantir la resistència a la radiació del mirall de sortida del làser Raman. Es va utilitzar un sistema ràster de múltiples miralls per acoblar la radiació dels làsers VFDL al làser Raman.
La potència del làser Raman AZh-4T va arribar a 10 kJ per pols i el 1975 es va provar un làser Raman d’oxigen líquid AZh-5T amb una potència de pols de 90 kJ, una obertura de 400 mm i una eficiència del 70%. Fins al 1975, se suposava que el làser AZh-7T s’utilitzava al complex Terra-3.
Làser SRS sobre oxigen líquid AZh-5T, 1975. L’obertura de sortida del làser es veu al davant. (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Sistema raster de múltiples miralls utilitzat per introduir radiació VDFL en un làser Raman (Zarubin PV, Polskikh SV De la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Icsptica de vidre destruïda per la radiació làser Raman. Substituït per òptica de quars d'alta puresa (Zarubin PV, Polskikh SV Des de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Estudi de l'efecte de la radiació làser sobre els materials del programa "Terra-3":
S'ha dut a terme un ampli programa d'investigació per investigar els efectes de la radiació làser d'alta energia en diversos objectes. Es van utilitzar mostres d'acer, diverses mostres d'òptica i diversos objectes aplicats com a "objectius". En general, B. V. Zamyshlyaev va dirigir la direcció dels estudis de l’impacte sobre els objectes i A. M. Bonch-Bruevich va dirigir la direcció de la investigació sobre la força de la radiació de l’òptica. El treball al programa es va dur a terme del 1968 al 1976.
L’impacte de la radiació VEL sobre l’element de revestiment (Zarubin P. V., Polskikh S. V. De la història de la creació de làsers i sistemes làser d’alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Mostra d'acer de 15 cm de gruix. Exposició a làser d'estat sòlid. (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Influència de la radiació VEL a l’òptica (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d’alta energia a l’URSS. Presentació. 2011).
L’impacte d’un làser de CO2 d’alta energia en un model d’avió, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV De la història de la creació de làsers i sistemes làser d’alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Estudi de làsers de descàrrega elèctrica d'alta energia dins del programa "Terra-3":
Les PDL de descàrrega elèctrica reutilitzables requereixen una font de corrent elèctric polsat molt potent i compacte. Com a tal font, es va decidir utilitzar generadors magnètics explosius, el desenvolupament dels quals va ser dut a terme per l'equip VNIIEF dirigit per A. I. Pavlovsky per a altres propòsits. Cal assenyalar que A. D. Sàkharov també va ser l’origen d’aquestes obres. Els generadors magnètics explosius (en cas contrari s’anomenen generadors magneto-acumulatius), igual que els làsers PD convencionals, es destrueixen durant el funcionament quan explota la seva càrrega, però el seu cost és moltes vegades inferior al cost d’un làser. Els generadors magnètics explosius, especialment dissenyats per làsers de fotodissociació química de descàrrega elèctrica per A. Pavlovsky i col·legues, van contribuir a la creació el 1974 d’un làser experimental amb una energia de radiació per pols d’uns 90 kJ. Les proves d’aquest làser es van completar el 1975.
El 1975, un grup de dissenyadors del Luch Central Design Bureau, dirigit per VK Orlov, van proposar abandonar els làsers explosius WFD amb un esquema de dues etapes (SRS) i substituir-los per làsers PD de descàrrega elèctrica. Això requeria la següent revisió i ajust del projecte del complex. Se suposava que havia d’utilitzar un làser FO-13 amb una energia de pols d’1 mJ.
Grans làsers de descàrrega elèctrica muntats per VNIIEF.
Investigació de làsers controlats per feixos d'electrons d'alta energia dins del programa "Terra-3":
Els treballs en un làser de pols de freqüència 3D01 d’una classe de megawatts amb ionització per un feix d’electrons van començar a l’oficina central de disseny "Luch" per iniciativa i amb la participació de NG Basov i, posteriorment, es van girar en una direcció separada a l’OKB "Raduga "(més tard - GNIILTs" Raduga ") sota el lideratge de G. G. Dolgova-Savelyeva. En un treball experimental realitzat el 1976 amb un làser de CO2 controlat per feix d’electrons, es va aconseguir una potència mitjana d’uns 500 kW a una velocitat de repetició de fins a 200 Hz. Es va utilitzar un esquema amb un bucle gas-dinàmic "tancat". Més tard, es va crear un làser de pols de freqüència millorat KS-10 (Central Design Bureau "Astrophysics", NV Cheburkin).
Làser d'electroionització de pols de freqüència 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Complex de tir científic i experimental 5N76 "Terra-3":
El 1966, l'Oficina de Disseny de Vympel, dirigida per OA Ushakov, va començar el desenvolupament d'un projecte de disseny per al complex de polígons experimentals Terra-3. Els treballs sobre el projecte es van continuar fins al 1969. L'enginyer militar NN Shakhonsky va ser el supervisor immediat del desenvolupament de les estructures. El desplegament del complex estava previst al lloc de defensa antimíssils de Sary-Shagan. El complex estava destinat a dur a terme experiments sobre la destrucció de caps de míssils balístics amb làsers d'alta energia. El projecte del complex es va corregir repetidament entre el 1966 i el 1975. Des del 1969, el disseny del complex Terra-3 ha estat realitzat pel Luch Central Design Bureau sota la direcció de MG Vasin. Se suposava que el complex s’havia creat mitjançant un làser Raman de dues etapes amb el làser principal situat a una distància considerable (aproximadament 1 km) del sistema de guiatge. Això es va deure al fet que en els làsers VFD, en emetre, se suposava que havia d'utilitzar fins a 30 tones d'explosiu, cosa que podria tenir un impacte en la precisió del sistema de guiatge. També era necessari assegurar l'absència d'acció mecànica de fragments de làsers VFD. La radiació des del làser Raman al sistema de guiatge es suposava que s’havia de transmetre a través d’un canal òptic subterrani. Se suposava que utilitzava el làser AZh-7T.
El 1969, al GNIIP núm. 10 del Ministeri de Defensa de l'URSS (unitat militar 03080, camp d'entrenament de defensa antimíssils Sary-Shagan) al lloc núm. 38 (unitat militar 06544), es va iniciar la construcció d'instal·lacions per a treballs experimentals sobre temes làser. El 1971 es va suspendre temporalment la construcció del complex per motius tècnics, però el 1973, probablement després d’ajustar el projecte, es va reprendre.
Les raons tècniques (segons la font - Zarubin PV "Acadèmic Basov …") consistien en el fet que a una longitud d'ona de micron de la radiació làser era pràcticament impossible enfocar el feix en una àrea relativament petita. Aquells. si l'objectiu es troba a una distància de més de 100 km, la divergència angular natural de la radiació làser òptica a l'atmosfera com a resultat de la dispersió és de 0, 0001 graus. Això es va establir a l'Institut d'Optptica Atmosfèrica de la Filial Siberiana de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS a Tomsk, creat especialment per garantir la implementació del programa per a la creació d'armes làser, que estava dirigit per Acad. V. E. Zuev. D’això es va desprendre que el punt de radiació làser a una distància de 100 km tindria un diàmetre d’almenys 20 metres i la densitat d’energia en una àrea d’1 cm quadrats amb una energia total de làser d’1 MJ seria menor superior a 0,1 J / cm 2. Això és massa petit: per colpejar un coet (per crear-hi un forat d'1 cm2, despresuritzant-lo), es necessita més d'1 kJ / cm2. I si inicialment se suposava que havia d’utilitzar làsers VFD al complex, després d’identificar el problema amb la focalització del feix, els desenvolupadors van començar a inclinar-se cap a l’ús de làsers combinadors de dues etapes basats en la dispersió Raman.
El disseny del sistema d’orientació el va dur a terme GOI (P. P. Zakharov) juntament amb LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). El suport rotatiu d'alta precisió es va crear a la planta bolxevic. Unitats d’alta precisió i caixes d’engranatges lliures de jocs per a rodaments giratoris van ser desenvolupades per l’Institut Central de Recerca d’Automatització i Hidràulica amb la participació de la Universitat Estatal de Bauman de Moscou. El camí òptic principal es va fer completament sobre miralls i no contenia elements òptics transparents que poguessin ser destruïts per radiació.
El 1975, un grup de dissenyadors del Luch Central Design Bureau, dirigit per VK Orlov, van proposar abandonar els làsers explosius WFD amb un esquema de dues etapes (SRS) i substituir-los per làsers PD de descàrrega elèctrica. Això requeria la següent revisió i ajust del projecte del complex. Se suposava que havia d’utilitzar un làser FO-13 amb una energia de pols d’1 mJ. En última instància, les instal·lacions amb làsers de combat mai es van completar i es van posar en funcionament. Va ser construït i utilitzat només el sistema de guiatge del complex.
L'acadèmic de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS BV Bunkin (NPO Almaz) va ser nomenat dissenyador general de treballs experimentals a "object 2506" (el complex "Omega" d'armes de defensa antiaèria - CWS PSO), a "object 2505" (CWS ABM i PKO "Terra -3"): membre corresponent de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS ND Ustinov ("Central Design Bureau" Luch "). Supervisor científic - Vicepresident de l'Acadèmia de Ciències de l'URSS Acadèmic EP Velikhov. De la unitat militar 03080 per analitzant el funcionament dels primers prototips de mitjans làser de PSO i defensa antimíssils va ser dirigit pel cap del 4t departament del 1r departament, enginyer-tinent coronel GISemenikhin. Des del 4t GUMO des del 1976, control del desenvolupament i proves de armes i equipament militar sobre nous principis físics que utilitzaven làsers va ser dut a terme pel cap del departament, que va ser laureat el 1980 pel premi Lenin per aquest cicle de treball, el coronel YV Rubanenko. La construcció de l’objecte 3 "), en primer lloc, a la posició de control i tret (KOP) 5Ж16К i a les zones" G "i" D ". Ja al novembre de 1973 es va dur a terme la primera operació de combat experimental al KOP. treballar en les condicions de l’abocador. El 1974, per resumir el treball realitzat en la creació d'armes sobre nous principis físics, es va organitzar una exposició al camp de proves de la "Zona G" que mostra les eines més recents desenvolupades per tota la indústria de la URSS en aquesta àrea. L’exposició va ser visitada pel ministre de Defensa de l’URSS, el mariscal de la Unió Soviètica A. A. Grechko. El treball de combat es va dur a terme mitjançant un generador especial. La tripulació de combat estava dirigida pel tinent coronel I. V. Nikulin. Per primera vegada al lloc de prova, un làser a poca distància va colpejar un objectiu de la mida d'una moneda de cinc copecs.
El disseny inicial del complex Terra-3 el 1969, el disseny final el 1974 i el volum dels components implementats del complex. (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Els èxits van aconseguir un treball accelerat en la creació d'un complex làser de combat experimental 5N76 "Terra-3". El complex consistia en l'edifici 41 / 42V (edifici sud, de vegades anomenat "lloc 41"), que allotjava un centre de comandament i informàtica basat en tres ordinadors M-600, un localitzador làser precís 5N27, un anàleg del LE-1 / 5N26 localitzador làser (vegeu més amunt), sistema de transmissió de dades, sistema de temps universal, sistema d’equips tècnics especials, comunicacions, senyalització. Els treballs de proves d’aquesta instal·lació van ser realitzats pel 5è departament del tercer complex de proves (cap del departament, el coronel I. V. Nikulin). No obstant això, al complex 5N76, el coll d'ampolla va ser el desfasament en el desenvolupament d'un potent generador especial per a la implementació de les característiques tècniques del complex. Es va decidir instal·lar un mòdul generador experimental (un simulador amb un làser de CO2?) Amb les característiques assolides per provar l'algorisme de combat. Calia construir per a aquest mòdul l'edifici 6A (edifici sud-nord, de vegades anomenat "Terra-2") no gaire lluny de l'edifici 41 / 42B. El problema del generador especial mai es va resoldre. L'estructura del làser de combat es va erigir al nord del "lloc 41", un túnel amb comunicacions i un sistema de transmissió de dades va conduir-hi, però la instal·lació del làser de combat no es va dur a terme.
La instal·lació làser d’abast experimental consistia en els làsers reals (rubí: un conjunt de 19 làsers de rubí i un làser de CO2), un sistema de guiatge i confinament de feixos, un complex d’informació dissenyat per garantir el funcionament del sistema de guiatge, així com un localitzador làser d'alta precisió 5H27, dissenyat per a la determinació precisa dels objectius de coordenades. Les capacitats del 5N27 van permetre no només determinar l'abast fins a l'objectiu, sinó també obtenir característiques precises al llarg de la seva trajectòria, la forma de l'objecte, la seva mida (informació sense coordenades). Amb l'ajut de 5N27, es van realitzar observacions d'objectes espacials. El complex va dur a terme proves sobre l'efecte de la radiació sobre l'objectiu, orientant el feix làser cap a l'objectiu. Amb l'ajut del complex, es van dur a terme estudis per dirigir el feix d'un làser de baixa potència cap a objectius aerodinàmics i estudiar els processos de propagació d'un feix làser a l'atmosfera.
Les proves del sistema d’orientació es van iniciar el 1976-1977, però els treballs sobre els principals làsers de trets no van abandonar l’etapa de disseny i, després d’una sèrie de reunions amb el ministre d’Indústria de Defensa de l’URSS, SA Zverev, es va decidir tancar la Terra - 3 ". El 1978, amb el consentiment del Ministeri de Defensa de l'URSS, es va tancar oficialment el programa per a la creació del complex 5N76 "Terra-3".
La instal·lació no es va posar en funcionament i no va funcionar completament, no va resoldre les missions de combat. La construcció del complex no es va completar completament: el sistema de guiatge es va instal·lar completament, es van instal·lar els làsers auxiliars del localitzador del sistema de guiatge i el simulador de feix de força. El 1989 es van començar a reduir els treballs sobre temes làser. El 1989, per iniciativa de Velikhov, es va mostrar la instal·lació Terra-3 a un grup de científics nord-americans.
Esquema de construcció 41 / 42V del complex 5N76 "Terra-3".
La part principal de l'edifici 41 / 42B del complex 5H76 "Terra-3" és el telescopi del sistema de guiatge i la cúpula protectora, la fotografia va ser presa durant una visita a la instal·lació per la delegació nord-americana, 1989.
El sistema de guiatge del complex "Terra-3" amb un localitzador làser (Zarubin PV, Polskikh SV A partir de la història de la creació de làsers i sistemes làser d'alta energia a la URSS. Presentació. 2011).
Estat: l’URSS
- 1964 - N. G. Basov i O. N. Krokhin van formular la idea de colpejar el GS BR amb un làser.
- Tardor de 1965: carta al Comitè Central del PCUS sobre la necessitat d’un estudi experimental de defensa antimíssils làser.
- 1966 - començament dels treballs del programa Terra-3.
- 10 d'octubre de 1984: el localitzador làser 5N26 / LE-1 va mesurar els paràmetres de l'objectiu: la sonda espacial reutilitzable Challenger (EUA). A la tardor de 1983, el mariscal de la Unió Soviètica DF Ustinov va suggerir que el comandant de les tropes ABM i PKO Yu. Votintsev utilitzés un complex làser per acompanyar la "llançadora". En aquell moment, un equip de 300 especialistes realitzava millores al complex. Així ho va informar Yu. Votintsev al ministre de Defensa. El 10 d'octubre de 1984, durant el 13è vol de la llançadora Challenger (EUA), quan les seves òrbites orbitals es van produir a la zona del lloc de prova de Sary-Shagan, l'experiment va tenir lloc quan la instal·lació làser funcionava en la detecció. mode amb la potència mínima de radiació. L’altitud orbital de la nau espacial en aquell moment era de 365 km, el rang inclinat de detecció i seguiment era de 400-800 km. El complex de mesurament del radar Argun va emetre una designació precisa de la instal·lació làser.
Tal com va informar més tard la tripulació del Challenger, durant el vol sobre la zona de Balkhash, el vaixell va desconnectar sobtadament la comunicació, hi va haver un mal funcionament de l’equip i els mateixos astronautes es van sentir malament. Els nord-americans van començar a solucionar-ho. Aviat es van adonar que la tripulació havia estat sotmesa a algun tipus d’influència artificial de l’URSS i van declarar una protesta oficial. Basant-se en consideracions humanes, en el futur, la instal·lació làser i fins i tot part dels complexos d'enginyeria de ràdio del lloc de proves, que tenen un alt potencial energètic, no es van utilitzar per escortar els transbordadors. L’agost de 1989 es va mostrar a la delegació nord-americana part d’un sistema làser dissenyat per apuntar un làser cap a un objecte.
