Forskningsprogram for høyenergilasere av hensyn til missilforsvar / vitenskapelig og eksperimentelt kompleks. Ideen om å bruke en laser med høy energi til å ødelegge ballistiske missiler i siste fase av stridshoder ble formulert i 1964 av NG Basov og ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). Høsten 1965 sendte N. G. Basov, vitenskapelig direktør for VNIIEF Yu. B. Khariton, visedirektør for GOI for vitenskapelig arbeid E. N. Tsarevsky og sjefsdesigner for Vympel designbyrå G. V. Kisunko et notat til sentralkomiteen i CPSU. om den grunnleggende muligheten for å treffe sprenghoder av ballistiske missiler med laserstråling og foreslo å distribuere et passende eksperimentelt program. Forslaget ble godkjent av CPSUs sentralkomité, og programmet for arbeid med opprettelse av en laserskyteenhet for missilforsvarsoppgaver, utarbeidet i fellesskap av OKB Vympel, FIAN og VNIIEF, ble godkjent av et regjeringsvedtak i 1966.
Forslagene var basert på LPIs studie av høyenergifotodissosieringslasere (PDLer) basert på organiske jodider og forslaget fra VNIIEF om å "pumpe" PDLer "på grunn av en sterk sjokkbølge som ble opprettet i en inert gass ved en eksplosjon." State Optical Institute (GOI) har også sluttet seg til arbeidet. Programmet fikk navnet "Terra-3" og sørget for fremstilling av lasere med en energi på mer enn 1 MJ, samt opprettelse av et vitenskapelig og eksperimentelt avfyringslaserkompleks (NEC) 5N76 på grunnlag av dem på Balkhash treningsplass, der ideene om et lasersystem for missilforsvar skulle testes under naturlige forhold. N. G. Basov ble utnevnt til vitenskapelig veileder for "Terra-3" -programmet.
I 1969, fra Vympel Design Bureau, separerte SKB-teamet, på grunnlag av hvilke Luch Central Design Bureau (senere NPO Astrophysics) ble dannet, som ble betrodd implementeringen av Terra-3-programmet.
Rester av konstruksjon 41 / 42B med et 5H27 laserlokaliseringskompleks fra et 5H76 "Terra-3" brannkompleks, foto 2008
Vitenskapelig eksperimentelt kompleks "Terra-3" i henhold til amerikanske ideer. I USA ble det antatt at komplekset var beregnet på antisatellittmål med overgangen til missilforsvar i fremtiden. Tegningen ble først presentert av den amerikanske delegasjonen ved Genèvesamtalene i 1978. Utsikt fra sør-øst.
Teleskop TG-1 til laserlokalisatoren LE-1, Sary-Shagan teststed (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om opprettelsen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Terra-3-programmet inkluderte:
- Grunnleggende forskning innen laserfysikk;
- Utvikling av laserteknologi;
- Utvikling og testing av "store" eksperimentelle laser "maskiner";
- Studier av samspillet mellom kraftig laserstråling og materialer og bestemmelse av sårbarheten til militært utstyr;
- Studie av forplantning av kraftig laserstråling i atmosfæren (teori og eksperiment);
- Forskning på laseroptikk og optiske materialer og utvikling av "power" optikk -teknologier;
- Jobber innen laserområdet;
- Utvikling av metoder og teknologier for laserstråleveiledning;
- Opprettelse og konstruksjon av nye vitenskapelige, design-, produksjons- og testinstitutter og bedrifter;
- Opplæring av studenter og studenter innen laserfysikk og teknologi.
Arbeid under Terra-3-programmet utviklet i to hovedretninger: laseravstand (inkludert problemet med målvalg) og laserødeleggelse av stridshoder av ballistiske missiler. Arbeidet med programmet ble innledet med følgende prestasjoner: i 1961.den faktiske ideen om å lage fotodissosiasjonslasere oppsto (Rautian og Sobelman, FIAN), og i 1962 begynte studier av laseravstand på OKB Vympel sammen med FIAN, og det ble også foreslått å bruke strålingen fra sjokkbølgefronten for optisk pumping av laseren (Krokhin, FIAN, 1962 G.). I 1963 begynte Vympel Design Bureau å utvikle et prosjekt for laseren Loc-LE-1. Etter at arbeidet med Terra-3-programmet startet, har følgende stadier blitt bestått i løpet av flere år:
- 1965 - eksperimenter med højenergifotodissosieringslasere (VFDL) begynte, en effekt på 20 J ble oppnådd (FIAN og VNIIEF);
- 1966 - pulsenergi på 100 J ble oppnådd med VFDL;
- 1967 - et skjematisk diagram av LE -1 eksperimentelle laserlokalisator (OKB "Vympel", FIAN, GOI) ble valgt;
- 1967 - pulsenergi på 20 KJ ble oppnådd med VFDL;
- 1968 - pulsenergi på 300 KJ ble oppnådd med VFDL;
- 1968 - arbeidet begynte med et program for å studere effekten av laserstråling på objekter og materielle sårbarheter, programmet ble fullført i 1976;
- 1968 - forskning og opprettelse av højenergi HF, CO2, CO lasere begynte (FIAN, Luch - Astrophysics, VNIIEF, GOI, etc.), arbeidet ble fullført i 1976.
- 1969 - med VFDL mottatt en energi i en puls på omtrent 1 MJ;
- 1969 - utviklingen av LE -1 -lokalisatoren ble fullført og dokumentasjonen ble utgitt;
- 1969 - utviklingen av en fotodissosiasjonslaser (PDL) med pumping ved stråling av en elektrisk utladning ble startet;
- 1972 - for å utføre eksperimentelt arbeid med lasere (utenfor "Terra -3" -programmet) ble det besluttet å opprette et interdepartementalt forskningssenter for OKB "Raduga" med et laserområde (senere - CDB "Astrofysikk").
- 1973- den industrielle produksjonen av VFDL ble startet- FO-21, F-1200, FO-32;
-1973-på teststedet Sary-Shagan begynte installasjonen av et eksperimentelt laserkompleks med en LE-1 lokalisator, utviklingen og testingen av LE-1 begynte;
- 1974 - SRS -tilleggere fra AZ -serien ble opprettet (FIAN, "Luch" - "Astrophysics");
- 1975 - en kraftig elektrisk pumpet PDL ble opprettet, strøm - 90 KJ;
- 1976 - en 500 kW elektro -ionisering CO2 -laser ble opprettet (Luch - Astrophysics, FIAN);
- 1978 - LE -1 -lokalisatoren ble vellykket testet, tester ble utført på fly, stridshoder for ballistiske missiler og satellitter;
- 1978 - på grunnlag av Central Design Bureau "Luch" og MNIC OKB "Raduga", ble NPO "Astrophysics" dannet (utenfor "Terra -3" -programmet), generaldirektør - IV Ptitsyn, General Designer - ND Ustinov (sønn av D. F. Ustinov).
Besøket til forsvarsministeren i USSR D. F. Ustinov og akademikeren AP Aleksandrov til OKB "Raduga", slutten av 1970 -tallet. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
FIAN undersøkte et nytt fenomen innen ikke -lineær laseroptikk - bølgefront reversering av stråling. Dette er en stor oppdagelse
tillatt i fremtiden i en helt ny og meget vellykket tilnærming til å løse en rekke problemer innen fysikk og teknologi for lasere med høy effekt, først og fremst problemene med å danne en ekstremt smal stråle og dens ult presise sikte på et mål. For første gang var det i Terra-3-programmet at spesialister fra VNIIEF og FIAN foreslo å bruke reversering av bølgefront for å målrette og levere energi til et mål.
I 1994 sa NG Basov, som svarte på et spørsmål om resultatene av Terra-3 laserprogrammet: «Vel, vi har bestemt at ingen kan skyte ned
et ballistisk missilstridshode med laserstråle, og vi har gjort store fremskritt innen lasere … “.
Akademiker E. Velikhov snakker i det vitenskapelige og tekniske rådet. I den første raden, i lys grå, er AM Prokhorov den vitenskapelige veilederen for "Omega" -programmet. Sent på 1970 -tallet. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Delprogrammer og forskningsretninger "Terra-3":
Kompleks 5N26 med en laserlokator LE-1 under Terra-3-programmet:
Den potensielle muligheten for laserlokatorer til å gi en spesielt høy nøyaktighet av målinger av målposisjonen ble studert ved Vympel Design Bureau siden 1962. -Industrikommisjonen (MIC, regjeringsorganet for det militærindustrielle komplekset i Sovjetunionen) ble presentert et prosjekt for å lage en eksperimentell laserlokalisator for missilforsvar, som mottok kodenavnet LE-1. Beslutningen om å opprette en eksperimentell installasjon på teststedet Sary-Shagan med en rekkevidde på opptil 400 km ble godkjent i september 1963. I 1964-1965. prosjektet ble utviklet ved Vympel Design Bureau (G. E. Tikhomirovs laboratorium). Designet av de optiske systemene til radaren ble utført av State Optical Institute (laboratorium til P. P. Zakharov). Byggingen av anlegget begynte på slutten av 1960 -tallet.
Prosjektet var basert på FIANs arbeid med forskning og utvikling av rubinlasere. Lokalisereren skulle lete etter mål på kort tid i "feilfeltet" på radarene, noe som ga målbetegnelsen til laserlokalisereren, noe som krevde svært høye gjennomsnittlige krefter til laseremitteren på den tiden. Det endelige valget av lokaliseringsstrukturen bestemte den virkelige tilstanden for arbeidet med rubinlasere, hvis parametere som kan oppnås i praksis viste seg å være vesentlig lavere enn de opprinnelig antok: gjennomsnittlig effekt på en laser i stedet for forventet 1 kW var i disse årene omtrent 10 W. Eksperimenter utført i laboratoriet til N. G. Basov ved Lebedev Physical Institute viste at det bare er mulig å øke effekten ved å etterfølgende forsterke lasersignalet i en kjede (kaskade) av laserforsterkere, slik det opprinnelig var planlagt, til et visst nivå. For kraftig stråling ødela laserkrystallene selv. Vanskeligheter oppsto også forbundet med termo-optiske forvrengninger av stråling i krystaller. I denne forbindelse var det nødvendig å installere i radaren ikke én, men 196 lasere som vekselvis opererte med en frekvens på 10 Hz med en energi per puls på 1 J. Den totale gjennomsnittlige strålingseffekten til flerkanals lasersenderen til lokalisatoren var ca. 2 kW. Dette førte til en betydelig komplikasjon av opplegget hans, som var flerveis både når det sendes ut og registreres et signal. Det var nødvendig å lage høy presisjon optiske enheter med høy hastighet for dannelse, bytte og veiledning av 196 laserstråler, som bestemte søkefeltet i målområdet. I mottakerenheten til lokalisatoren ble det brukt en rekke 196 spesialdesignede PMT -er. Oppgaven ble komplisert av feil forbundet med store, bevegelige optisk-mekaniske systemer i teleskopet og optisk-mekaniske brytere på lokalisatoren, samt med forvrengninger som ble introdusert av atmosfæren. Den totale lengden på den optiske banen til lokalisatoren nådde 70 m og inkluderte mange hundre optiske elementer - linser, speil og plater, inkludert bevegelige, hvis gjensidige justering måtte opprettholdes med høyeste nøyaktighet.
Overføring av lasere til LE-1-lokalisatoren, Sary-Shagan-teststedet (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om opprettelsen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
En del av den optiske banen til laserlokalisatoren LE-1, teststedet Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om opprettelsen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
I 1969 ble LE-1-prosjektet overført til Luch Central Design Bureau i USSRs forsvarsdepartement. ND Ustinov ble utnevnt til sjefsdesigner for LE-1. 1970-1971 utviklingen av LE-1-lokalisatoren ble fullført som en helhet. Et bredt samarbeid mellom forsvarsindustriforetakene deltok i etableringen av lokalisatoren: ved innsats fra LOMO og Leningrad-anlegget "Bolshevik" ble et unikt når det gjelder komplekse parametere, teleskop TG-1 for LE-1 opprettet, sjefsdesigneren av teleskopet var BK Ionesiani (LOMO). Dette teleskopet med en hovedspeildiameter på 1,3 m ga en høy optisk kvalitet på laserstrålen når den opererte med hastigheter og akselerasjoner hundrevis av ganger høyere enn klassiske astronomiske teleskoper. Mange nye radarenheter ble opprettet: høyhastighets presisjonsskanning og koblingssystemer for styring av laserstrålen, fotodetektorer, elektroniske signalbehandlings- og synkroniseringsenheter og andre enheter. Kontrollen av lokalisatoren var automatisk ved hjelp av datateknologi; Lokatoren var koblet til radarstasjonene til polygonen ved hjelp av digitale dataoverføringslinjer.
Med deltagelse av Geofizika Central Design Bureau (D. M. Khorol) ble det utviklet en lasersender, som inkluderte 196 lasere som var svært avanserte på den tiden, et system for kjøling og strømforsyning. For LE-1 ble produksjonen av laser-rubin-krystaller av høy kvalitet, ikke-lineære KDP-krystaller og mange andre elementer organisert. I tillegg til ND Ustinov ble utviklingen av LE-1 ledet av OA Ushakov, GE Tikhomirov og SV Bilibin.
Sjefer for USSRs militærindustrielle kompleks på Sary -Shagan treningsplass, 1974. I sentrum med briller - forsvarsminister i USSR SA Zverev, til venstre - forsvarsminister AA Grechko og hans stedfortreder Yepishev, andre fra venstre - NG. Bass. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO "Astrophysics". Presentasjon. 2009).
Sjefer for USSRs forsvarsindustrielle kompleks på LE -1 -stedet, 1974. I sentrum i første rad - forsvarsminister A. A. Grechko, til høyre for ham - N. G. Basov, da - forsvarsminister i USSR S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Byggingen av anlegget begynte i 1973. I 1974 ble justeringsarbeidet fullført og testing av anlegget med TG-1-teleskopet til LE-1-lokalisatoren begynte. I 1975, under testene, ble det oppnådd en trygg plassering av et mål av flytype i en avstand på 100 km, og arbeidet begynte med å plassere stridshoder for ballistiske missiler og satellitter. 1978-1980 Ved hjelp av LE-1 ble det foretatt målinger med høy presisjon og veiledning av missiler, stridshoder og romobjekter. I 1979 ble laserlokalisatoren LE-1 som et middel for nøyaktige banemålinger akseptert for felles vedlikehold av militærenhet 03080 (GNIIP nr. 10 fra USSRs forsvarsdepartement, Sary-Shagan). For opprettelsen av LE-1-lokalisatoren i 1980 ble de ansatte ved Luch Central Design Bureau tildelt Lenin- og statsprisene i Sovjetunionen. Aktivt arbeid på LE-1-lokalisatoren, inkl. med moderniseringen av noen av de elektroniske kretsene og annet utstyr, fortsatte det til midten av 1980-tallet. Det ble arbeidet med å skaffe ikke-koordinatinformasjon om objekter (informasjon om formen på objekter, for eksempel). 10. oktober 1984 målte 5N26 / LE -1 laserlokalisering parameterne til målet - Challenger gjenbrukbare romfartøy (USA) - se Status -delen nedenfor for mer informasjon.
TTX-lokalisator 5N26 / LE-1:
Antall lasere i banen - 196 stk.
Optisk sti lengde - 70 m
Enhetseffekt gjennomsnitt - 2 kW
Rekkevidde for lokalisatoren - 400 km (i henhold til prosjektet)
Koordinatbestemmelsesnøyaktighet:
- etter rekkevidde - ikke mer enn 10 m (i henhold til prosjektet)
- i høyden - flere lysbuesekunder (i henhold til prosjektet)
I venstre del av satellittbildet datert 29. april 2004, bygningen av 5N26-komplekset med LE-1-lokalisatoren, nederst til venstre på Argun-radaren. 38. sted for Sary-Shagan-polygonen
Teleskop TG-1 til laserlokalisatoren LE-1, Sary-Shagan teststed (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om opprettelsen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Teleskop TG-1 til laserlokalisatoren LE-1, Sary-Shagan teststed (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Presentasjon. 2009).
Undersøkelse av fotodissosiasjon jodlasere (VFDL) under "Terra-3" -programmet.
Den første laboratoriefotodissosieringslaseren (PDL) ble opprettet i 1964 av J. V. Kasper og G. S. Pimentel. Fordi analyse viste at opprettelsen av en superkraftig rubinlaser pumpet av en blitslampe viste seg å være umulig, da i 1965 N. G. Basov og O. N. ideen om å bruke høyeffekt og høyenergistråling fra sjokkfronten i xenon som strålekilde. Det ble også antatt at et ballistisk missils stridshode ville bli beseiret på grunn av den reaktive effekten av rask fordampning under påvirkning av laseren til en del av stridshodets skall. Slike PDLer er basert på en fysisk idé formulert tilbake i 1961 av SG Rautian og IISobelman, som teoretisk viste at det er mulig å oppnå opphissede atomer eller molekyler ved fotodissosiasjon av mer komplekse molekyler når de bestråles med en kraftig (ikke-laser) lysstrøm … Arbeid med eksplosiv FDL (VFDL) som en del av "Terra-3" -programmet ble lansert i samarbeid med FIAN (VS Zuev, teori om VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, eksperimenter med VFDL), Central Design Bureau "Luch" med deltakelse fra GOI, GIPH og andre foretak. I løpet av kort tid ble banen gått fra små og mellomstore prototyper til en rekke unike højenergi-VFDL-prøver produsert av industriforetak. Et trekk ved denne laserklassen var deres engangsbruk - VFD -laseren eksploderte under drift, fullstendig ødelagt.
Skjematisk diagram over VFDL-operasjonen (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
De første eksperimentene med PDL, utført i 1965-1967, ga svært oppmuntrende resultater, og ved utgangen av 1969 på VNIIEF (Sarov) under ledelse av S. B. testet PDLer med en pulsenergi på hundretusenvis av joule, som var ca. 100 ganger høyere enn for noen laser som var kjent i disse årene. Selvfølgelig var det ikke umiddelbart mulig å komme til dannelse av jod PDLer med ekstremt høye energier. Ulike versjoner av utformingen av lasere er testet. Et avgjørende skritt i implementeringen av en brukbar design som er egnet for å oppnå høy strålingsenergi ble gjort i 1966, da det som et resultat av studiet av eksperimentelle data ble vist at forslaget fra FIAN og VNIIEF -forskerne (1965) om å fjerne kvartsvegg som skiller pumpestrålingskilden og det aktive miljøet, kan implementeres. Den generelle utformingen av laseren ble betydelig forenklet og redusert til et skall i form av et rør, på innsiden eller på den ytre veggen som en langstrakt eksplosiv ladning befant seg på, og i endene var det speil av den optiske resonatoren. Denne tilnærmingen gjorde det mulig å designe og teste lasere med en hulromdiameter på mer enn en meter og en lengde på titalls meter. Disse laserne ble satt sammen fra standard seksjoner ca 3 m lange.
Noe senere (siden 1967) var et team med gassdynamikk og lasere ledet av VK Orlov, som ble dannet ved Vympel Design Bureau og deretter overført til Luch Central Design Bureau, vellykket engasjert i forskning og design av en eksplosivt pumpet PDL. I løpet av arbeidet ble dusinvis av spørsmål vurdert: fra fysikk for spredning av sjokk og lysbølger i et lasermedium til teknologien og kompatibiliteten til materialer og opprettelsen av spesialverktøy og metoder for måling av parametere for høy- laserstråling. Det var også problemer med eksplosjonsteknologi: operasjonen av laseren krevde å få en ekstremt "jevn" og rett foran sjokkbølgen. Dette problemet ble løst, anklagene ble designet og metoder for detonasjon av dem ble utviklet, noe som gjorde det mulig å få den nødvendige glatte fronten av sjokkbølgen. Opprettelsen av disse VFDL-ene gjorde det mulig å starte eksperimenter for å studere effekten av høyintensiv laserstråling på materialer og strukturer av mål. Arbeidet med målekomplekset ble levert av State Optical Institute (IM Belousova).
Teststed for VFD-lasere VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Utvikling av modeller for VFDL Central Design Bureau "Luch" under ledelse av V. K. Orlov (med deltagelse av VNIIEF):
- FO-32- i 1967 ble det oppnådd en pulsenergi på 20 KJ med et eksplosivt pumpet VFDL, kommersiell produksjon av VFDL FO-32 begynte i 1973;
VFD-laser FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
- FO-21- i 1968, for første gang med VFDL med eksplosiv pumping, ble det oppnådd en energi i en puls på 300 KJ, og også i 1973 ble den industrielle produksjonen av VFDL FO-21 startet;
- F -1200 - i 1969, for første gang med en eksplosivt pumpet VFDL, ble det oppnådd en pulsenergi på 1 megajoule. I 1971 var designet ferdig og i 1973 ble den industrielle produksjonen av VFDL F-1200 startet;
Sannsynligvis er prototypen til F-1200 VFD-laseren den første megajoule-laseren, montert på VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i USSR. Presentasjon. 2011) …
Den samme WFDL, samme sted og tid. Målinger viser at dette er en annen ramme.
TTX VFDL:
Undersøkelse av lasere som bruker Raman-spredning (SRS) under Terra-3-programmet:
Spredningen av stråling fra de første VFDL -ene var utilfredsstillende - to størrelsesordener høyere enn diffraksjonsgrensen, noe som forhindret levering av energi over betydelige avstander. I 1966 foreslo NG Basov og II Sobel'man og medarbeidere å løse problemet ved å bruke et totrinnsopplegg-en to-trinns Raman-spredningskombineringslaser (Raman-laser), pumpet av flere VFDL-lasere med "dårlig" spredning. Den høye effektiviteten til Raman-laseren og den høye homogeniteten til det aktive mediet (flytende gasser) gjorde det mulig å lage et svært effektivt totrinns lasersystem. Forskningen på Raman -lasere ble overvåket av EM Zemskov (Luch Central Design Bureau). Etter å ha undersøkt fysikken til Raman-lasere ved FIAN og VNIIEF, "teamet" til Luch Central Design Bureau i 1974-1975. vellykket utført på Sary-Shagan teststedet i Kasakhstan en serie eksperimenter med et 2-kaskadesystem fra "AZ" -serien (FIAN, "Luch"-senere "Astrofysikk"). De måtte bruke stor optikk laget av spesialdesignet smeltet silika for å sikre strålingsmotstanden til utgangsspeilet til Raman -laseren. Et multi-mirror raster-system ble brukt til å koble strålingen fra VFDL-laserne til Raman-laseren.
Kraften til AZh-4T Raman-laseren nådde 10 kJ per puls, og i 1975 ble en flytende oksygen Raman-laser AZh-5T med en pulseffekt på 90 kJ, en blender på 400 mm og en effektivitet på 70% testet. Frem til 1975 skulle AZh-7T-laseren brukes i Terra-3-komplekset.
SRS-laser på flytende oksygen AZh-5T, 1975. Laserutgangsåpningen ses foran. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Multi-mirror raster system som brukes til å legge inn VDFL-stråling i en Raman-laser (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Glassoptikk ødelagt av Raman laserstråling. Erstattet med kvartsoptikk med høy renhet (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Studie av effekten av laserstråling på materialer under "Terra-3" -programmet:
Det er utført et omfattende forskningsprogram for å undersøke effekten av høyenergilaserstråling på en rekke objekter. Stålprøver, forskjellige prøver av optikk og forskjellige anvendte objekter ble brukt som "mål". Generelt ledet B. V. Zamyshlyaev retningen på studier av virkningen på objekter, og AM Bonch-Bruevich ledet forskningsretningen om optikkens strålestyrke. Arbeidet med programmet ble utført fra 1968 til 1976.
Virkningen av VEL-stråling på kledningselementet (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Fra historien om opprettelsen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Stålprøve 15 cm tykk. Eksponering for solid-state laser. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Påvirkning av VEL-stråling på optikk (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Virkningen av en høyenergi CO2-laser på et modellfly, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om opprettelsen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Studie av lasere med høy energi for elektrisk utladning under programmet "Terra-3":
Gjenbrukbare PDLer for elektrisk utladning krevde en meget kraftig og kompakt pulserende elektrisk strømkilde. Som en slik kilde ble det besluttet å bruke eksplosive magnetiske generatorer, hvis utvikling ble utført av VNIIEF -teamet ledet av AI Pavlovsky for andre formål. Det skal bemerkes at AD Sakharov også var opprinnelsen til disse verkene. Eksplosive magnetiske generatorer (ellers kalles de magnetokumulative generatorer), akkurat som konvensjonelle PD-lasere, ødelegges under drift når ladningen eksploderer, men kostnaden er mange ganger lavere enn kostnaden for en laser. Eksplosiv-magnetiske generatorer, spesielt designet for elektriske utladningskjemiske fotodissosieringslasere av AI Pavlovsky og kolleger, bidro til opprettelsen i 1974 av en eksperimentell laser med en strålingsenergi per puls på omtrent 90 kJ. Testene av denne laseren ble fullført i 1975.
I 1975 foreslo en gruppe designere ved Luch Central Design Bureau, ledet av VK Orlov, å forlate eksplosive WFD-lasere med et totrinnsopplegg (SRS) og erstatte dem med PD-lasere med elektrisk utladning. Dette krevde neste revisjon og justering av prosjektet til komplekset. Den skulle bruke en FO-13-laser med en pulsenergi på 1 mJ.
Store elektriske utladningslasere satt sammen av VNIIEF.
Undersøkelse av høyenergi elektronstråle-kontrollerte lasere under "Terra-3" -programmet:
Arbeidet med en frekvenspulslaser 3D01 av en megawatt-klasse med ionisering av en elektronstråle begynte på Central Design Bureau "Luch" på initiativ og med deltakelse av NG Basov og senere spunnet i en egen retning ved OKB "Raduga "(senere - GNIILTs" Raduga ") under ledelse av G. G. Dolgova -Savelyeva. I et eksperimentelt arbeid i 1976 med en elektronstråle-kontrollert CO2-laser ble en gjennomsnittlig effekt på omtrent 500 kW oppnådd ved en repetisjonshastighet på opptil 200 Hz. Et opplegg med en "lukket" gass-dynamisk sløyfe ble brukt. Senere ble en forbedret frekvenspulslaser KS-10 opprettet (Central Design Bureau "Astrophysics", NV Cheburkin).
Frekvenspuls elektrojoniseringslaser 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Vitenskapelig og eksperimentelt skytekompleks 5N76 "Terra-3":
I 1966 begynte Vympel Design Bureau under ledelse av OA Ushakov utviklingen av et utkast til design for Terra-3 eksperimentelle polygonkompleks. Arbeidet med designutkastet fortsatte til 1969. Militæringeniøren NN Shakhonsky var den nærmeste veilederen for utviklingen av strukturene. Utplasseringen av komplekset ble planlagt på missilforsvarsstedet i Sary-Shagan. Komplekset var beregnet på å utføre eksperimenter på ødeleggelse av stridshoder av ballistiske missiler med høyenergilasere. Kompleksets prosjekt ble gjentatte ganger korrigert i perioden fra 1966 til 1975. Siden 1969 har designet av Terra-3-komplekset blitt utført av Luch Central Design Bureau under ledelse av MG Vasin. Komplekset skulle være laget med en to-trinns Raman-laser med hovedlaseren plassert i en betydelig avstand (ca. 1 km) fra føringssystemet. Dette skyldtes det faktum at det i VFD -lasere, når de sendte ut, skulle bruke opptil 30 tonn eksplosiv, noe som kan ha innvirkning på nøyaktigheten til styringssystemet. Det var også nødvendig å sikre fravær av mekanisk virkning av fragmenter av VFD -lasere. Stråling fra Raman -laseren til styringssystemet skulle være overført gjennom en underjordisk optisk kanal. Den skulle bruke AZh-7T-laseren.
I 1969, på GNIIP nr. 10 i USSRs forsvarsdepartement (militær enhet 03080, Sary-Shagan missilforsvarsopplæringsområde) på sted nr. 38 (militær enhet 06544), begynte byggingen av fasiliteter for eksperimentelt arbeid med laseremner. I 1971 ble byggingen av komplekset midlertidig suspendert av tekniske årsaker, men i 1973, sannsynligvis etter justering av prosjektet, ble det gjenopptatt.
Tekniske årsaker (ifølge kilden - Zarubin PV "Academician Basov …") bestod i at det ved en mikronbølgelengde av laserstråling var praktisk talt umulig å fokusere strålen på et relativt lite område. De. hvis målet er i en avstand på mer enn 100 km, så er den naturlige vinkeldivergensen til optisk laserstråling i atmosfæren som et resultat av spredning 0, 0001 grader. Dette ble etablert i Institute of Atmospheric Optics ved Siberian Branch ved USSR Academy of Sciences i Tomsk, spesielt opprettet for å sikre implementeringen av programmet for fremstilling av laservåpen, som ble ledet av Acad. V. E. Zuev. Fra dette fulgte det at laserstrålingspunktet i en avstand på 100 km ville ha en diameter på minst 20 meter, og energitettheten over et område på 1 kvadrat cm ved en total laserkildeenergi på 1 MJ ville være mindre enn 0,1 J / cm 2. Dette er for lite - for å treffe en rakett (for å lage et hull på 1 cm2 i det, trykkløse det), kreves mer enn 1 kJ / cm2. Og hvis den opprinnelig skulle bruke VFD-lasere på komplekset, begynte utviklerne å lene seg mot bruk av to-trinns kombinatorlasere basert på Raman-spredning etter å ha identifisert problemet med å fokusere strålen.
Utformingen av veiledningssystemet ble utført av GOI (P. P. Zakharov) sammen med LOMO (RM Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). Den høy presisjon roterende støtten ble opprettet på bolsjevik-anlegget. Stasjoner med høy presisjon og tilbakeslagsfrie girkasser for svinglagre ble utviklet av Central Research Institute of Automation and Hydraulics med deltakelse fra Bauman Moscow State Technical University. Den viktigste optiske banen ble fullstendig laget på speil og inneholdt ikke gjennomsiktige optiske elementer som kunne bli ødelagt av stråling.
I 1975 foreslo en gruppe designere ved Luch Central Design Bureau, ledet av VK Orlov, å forlate eksplosive WFD-lasere med et totrinnsopplegg (SRS) og erstatte dem med PD-lasere med elektrisk utladning. Dette krevde neste revisjon og justering av prosjektet til komplekset. Den skulle bruke en FO-13-laser med en pulsenergi på 1 mJ. Til syvende og sist ble anleggene med kamplasere aldri fullført og satt i drift. Ble bygget og brukte bare veiledningssystemet til komplekset.
Akademiker ved USSR Academy of Sciences BV Bunkin (NPO Almaz) ble utnevnt til generaldesigner for eksperimentelt arbeid ved "objekt 2506" ("Omega" -komplekset med luftvernforsvarsvåpen - CWS PSO), på "objekt 2505" (CWS ABM og PKO "Terra -3") - Tilsvarende medlem av USSR Academy of Sciences ND Ustinov ("Central Design Bureau" Luch "). Vitenskapelig veileder - visepresident for USSR Academy of Sciences Academician EP Velikhov. Fra militærenhet 03080 av analysere funksjonen til de første prototypene av lasermidler for PSO og missilforsvar ble ledet av sjefen for fjerde avdeling i 1. avdeling, ingeniør-løytnant-oberst GISemenikhin. Fra 4. GUMO siden 1976, kontroll med utvikling og testing av våpen og militært utstyr etter nye fysiske prinsipper ved bruk av lasere ble utført av avdelingslederen, som ble vinnere av Leninprisen i 1980 for denne syklusen, oberst YV Rubanenko. Byggingen pågikk ved "objektet 2505" ("Terra- 3 "), først og fremst ved kontroll- og avfyringsposisjonen (KOP) 5Ж16К og i sonene" G "og" D. "Allerede i november 1973 ble den første eksperimentelle kampoperasjonen utført ved KOP. arbeide i forhold til deponiet. I 1974, for å oppsummere arbeidet med å lage våpen etter nye fysiske prinsipper, ble det organisert en utstilling på testområdet i "Zone G" som viser de nyeste verktøyene utviklet av hele USSR -industrien på dette området. Utstillingen ble besøkt av forsvarsministeren fra USSR -marskallen i Sovjetunionen A. A. Grechko. Kamparbeid ble utført ved hjelp av en spesiell generator. Kampmannskapet ble ledet av oberstløytnant IV Nikulin. For første gang på teststedet ble et mål på størrelse med en fem-kopek-mynt truffet av en laser på kort avstand.
Den første designen av Terra-3-komplekset i 1969, den endelige designen i 1974 og volumet av de implementerte komponentene i komplekset. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om etableringen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Suksessene oppnådde akselerert arbeid med opprettelsen av et eksperimentelt kamplaserkompleks 5N76 "Terra-3". Komplekset besto av bygning 41 / 42V (sørbygning, noen ganger kalt "41st site"), som inneholdt et kommando- og datasenter basert på tre M-600-datamaskiner, en nøyaktig laserlokator 5N27-en analog av LE-1 / 5N26 laserlokalisering (se ovenfor), dataoverføringssystem, universelt tidssystem, system med spesielt teknisk utstyr, kommunikasjon, signalering. Testarbeid på dette anlegget ble utført av 5. avdeling i det tredje testkomplekset (avdelingsleder, oberst IV Nikulin). På 5N76 -komplekset var flaskehalsen imidlertid etterslepet i utviklingen av en kraftig spesialgenerator for implementering av kompleksets tekniske egenskaper. Det ble besluttet å installere en eksperimentell generatormodul (en simulator med en CO2 -laser?) Med de oppnådde egenskapene for å teste kampalgoritmen. Det var nødvendig å bygge for denne modulen bygningen 6A (sør-nord-bygningen, noen ganger kalt "Terra-2") ikke langt fra bygning 41 / 42B. Problemet med den spesielle generatoren ble aldri løst. Strukturen for kamplaseren ble reist nord for "Site 41", en tunnel med kommunikasjon og et dataoverføringssystem førte til den, men installasjonen av kamplaseren ble ikke utført.
Den eksperimentelle laserinstallasjonen for rekkevidde bestod av de faktiske laserne (rubin - en serie med 19 rubinlasere og en CO2 -laser), et stråleveilednings- og innesperringssystem, et informasjonskompleks designet for å sikre styringssystemet, samt en laser med høy presisjon 5H27, designet for nøyaktig bestemmelse av koordinatmål. Egenskapene til 5N27 gjorde det mulig ikke bare å bestemme rekkevidden til målet, men også å oppnå nøyaktige egenskaper langs banen, objektets form, størrelse (ikke-koordinatinformasjon). Ved hjelp av 5N27 ble observasjoner av romobjekter utført. Komplekset utførte tester på effekten av stråling på målet, med sikte på laserstrålen mot målet. Ved hjelp av komplekset ble det utført studier for å lede strålen til en laveffektlaser til aerodynamiske mål og for å studere prosessene for forplantning av en laserstråle i atmosfæren.
Tester av veiledningssystemet begynte i 1976-1977, men arbeidet med de viktigste avfyringslaserne forlot ikke designfasen, og etter en rekke møter med forsvarsministeren i USSR SA Zverev ble det besluttet å stenge Terra - 3 ". I 1978, med samtykke fra USSRs forsvarsdepartement, ble programmet for opprettelsen av 5N76 "Terra-3" -komplekset offisielt avsluttet.
Installasjonen ble ikke satt i drift og fungerte ikke fullt ut, den løste ikke kampoppdrag. Konstruksjonen av komplekset ble ikke fullført - veiledningssystemet ble installert i sin helhet, hjelpelaserne til styringssystemlokatoren og kraftstrålesimulatoren ble installert. I 1989 begynte arbeidet med laseremner å begrense. I 1989, på Velikhovs initiativ, ble Terra-3-installasjonen vist for en gruppe amerikanske forskere.
Byggeplan 41 / 42V for 5N76 "Terra-3" -komplekset.
Hoveddelen av bygningen 41 / 42B i 5H76 "Terra-3" -komplekset er teleskopet til styringssystemet og den beskyttende kuppelen, bildet ble tatt under et besøk på anlegget av den amerikanske delegasjonen, 1989.
Veiledningssystemet til "Terra-3" -komplekset med en laserlokator (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om opprettelsen av høyenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Presentasjon. 2011).
Status: Sovjetunionen
- 1964 - N. G. Basov og O. N. Krokhin formulerte ideen om å slå GS BR med en laser.
- høsten 1965 - et brev til sentralkomiteen i CPSU om behovet for en eksperimentell studie av lasermissilforsvar.
- 1966 - begynnelsen på arbeidet under Terra -3 -programmet.
- 1984 10. oktober - 5N26 / LE -1 laserlokatoren målte parametrene for målet - Challenger gjenbrukbare romfartøy (USA). Høsten 1983 foreslo marskalk i Sovjetunionen DF Ustinov at sjefen for ABM- og PKO -troppene Yu. Votintsev brukte et laserkompleks for å følge "skyttelen". På det tidspunktet utførte et team på 300 spesialister forbedringer på komplekset. Dette ble rapportert av Yu. Votintsev til forsvarsministeren. 10. oktober 1984, under den 13. flyvningen til Challenger-skyttelen (USA), da banene i omløpsbanene fant sted i området på Sary-Shagan-teststedet, fant eksperimentet sted da laserinstallasjonen opererte i deteksjonen modus med minimum strålingseffekt. Romfartøyets banehøyde på den tiden var 365 km, det tilbøyelige deteksjons- og sporingsområdet var 400-800 km. Nøyaktig målbetegnelse for laserinstallasjonen ble utstedt av Argun radarmålingskompleks.
Som mannskapet på Challenger rapporterte senere, under flyet over Balkhash -området, koblet skipet plutselig fra kommunikasjonen, det var funksjonsfeil i utstyret, og astronautene følte seg uvel. Amerikanerne begynte å ordne opp. Snart innså de at mannskapet hadde blitt utsatt for en slags kunstig påvirkning fra Sovjetunionen, og de erklærte en offisiell protest. Basert på menneskelige hensyn ble laserinstallasjonen og til og med en del av radiotekniske komplekser på teststedet, som har et høyt energipotensial, ikke brukt til å eskortere transportene. I august 1989 ble en del av et lasersystem designet for å sikte en laser mot et objekt vist for den amerikanske delegasjonen.