Program badawczy laserów wysokoenergetycznych w interesie obrony przeciwrakietowej / kompleksu naukowo-eksperymentalnego. Pomysł wykorzystania wysokoenergetycznego lasera do niszczenia rakiet balistycznych w końcowej fazie głowic sformułowali w 1964 r. NG Basow i ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebiediew). Jesienią 1965 r. N. G. Basow, dyrektor naukowy VNIIEF Yu. B. Khariton, zastępca dyrektora GOI do pracy naukowej EN Carevsky i główny projektant biura projektowego Vympel G. V. Kisunko wysłał notę do Komitetu Centralnego KPZR. o fundamentalnej możliwości trafienia głowic rakiet balistycznych promieniowaniem laserowym i zaproponowano wdrożenie odpowiedniego programu eksperymentalnego. Propozycja została zatwierdzona przez Komitet Centralny KPZR, a program prac nad stworzeniem jednostki strzelania laserowego do zadań obrony przeciwrakietowej, przygotowany wspólnie przez OKB Vympel, FIAN i VNIIEF, został zatwierdzony decyzją rządu w 1966 roku.
Propozycje zostały oparte na badaniu LPI nad wysokoenergetycznymi laserami fotodysocjacyjnymi (PDL) opartymi na jodkach organicznych oraz propozycji VNIIEF dotyczącej „pompowania” PDL „w świetle silnej fali uderzeniowej wytworzonej w gazie obojętnym w wyniku eksplozji”. Do prac dołączył także Państwowy Instytut Optyczny (GOI). Program nosił nazwę „Terra-3” i przewidywał stworzenie laserów o energii powyżej 1 MJ, a także stworzenie na ich podstawie naukowego i eksperymentalnego kompleksu wypalania laserowego (NEC) 5N76 na poligonie Bałchasz, gdzie idee systemu laserowego do obrony przeciwrakietowej miały być testowane w warunkach naturalnych. N. G. Basov został mianowany opiekunem naukowym programu „Terra-3”.
W 1969 roku z Biura Projektowego Vympel wydzielił się zespół SKB, na podstawie którego powstało Centralne Biuro Projektowe Luch (później NPO Astrophysics), któremu powierzono realizację programu Terra-3.
Pozostałości konstrukcji 41/42B z zespołem laserowego lokalizatora 5H27 kompleksu ogniowego 5H76 „Terra-3”, fot. 2008
Naukowy kompleks doświadczalny „Terra-3” według amerykańskich pomysłów. W Stanach Zjednoczonych wierzono, że kompleks jest przeznaczony do celów antysatelitarnych z przejściem na obronę przeciwrakietową w przyszłości. Rysunek został po raz pierwszy przedstawiony przez delegację amerykańską na rozmowach genewskich w 1978 r. Widok od strony południowo-wschodniej.
Teleskop TG-1 laserowego lokalizatora LE-1, poligon badawczy Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Program Terra-3 obejmował:
- Badania podstawowe w dziedzinie fizyki laserowej;
- Rozwój technologii laserowej;
- Rozwój i testowanie "dużych" eksperymentalnych "maszyn" laserowych;
- Badania oddziaływania silnego promieniowania laserowego z materiałami oraz określenie podatności sprzętu wojskowego;
- Badanie propagacji silnego promieniowania laserowego w atmosferze (teoria i eksperyment);
- Badania nad optyką laserową i materiałami optycznymi oraz rozwój technologii optyki „mocowej”;
- Działa w zakresie dalmierzy laserowych;
- Rozwój metod i technologii prowadzenia wiązki laserowej;
- Tworzenie i budowa nowych instytutów i przedsiębiorstw naukowych, projektowych, produkcyjnych i badawczych;
- Szkolenie studentów i doktorantów z zakresu fizyki i technologii laserowej.
Prace w ramach programu Terra-3 rozwijały się w dwóch głównych kierunkach: namierzanie laserowe (w tym problem wyboru celu) oraz laserowe niszczenie głowic rakiet balistycznych. Prace nad programem poprzedziły następujące osiągnięcia: w 1961 r.zrodził się faktyczny pomysł stworzenia laserów fotodysocjacyjnych (Rautian i Sobelman, FIAN), a w 1962 roku rozpoczęto w OKB Vympel wraz z FIAN badania nad zasięgiem lasera, a także zaproponowano wykorzystanie promieniowania czoła fali uderzeniowej do celów optycznych. pompowanie lasera (Krokhin, FIAN, 1962 G.). W 1963 roku Biuro Projektowe Vympel rozpoczęło opracowywanie projektu laserowego lokalizatora LE-1. Po rozpoczęciu prac nad programem Terra-3 w ciągu kilku lat przeszły następujące etapy:
- 1965 - rozpoczęły się eksperymenty z wysokoenergetycznymi laserami fotodysocjacyjnymi (VFDL), osiągnięto moc 20 J (FIAN i VNIIEF);
- 1966 - uzyskano energię impulsu 100 J za pomocą VFDL;
- 1967 - wybrano schemat eksperymentalnego lokalizatora laserowego LE-1 (OKB "Vympel", FIAN, GOI);
- 1967 - uzyskano energię impulsu 20 KJ z VFDL;
- 1968 - uzyskano energię impulsu 300 KJ za pomocą VFDL;
- 1968 - rozpoczęto prace nad programem badania wpływu promieniowania laserowego na obiekty i podatności materiałowe, program zakończono w 1976 r.;
- 1968 - rozpoczęto badania i tworzenie wysokoenergetycznych laserów HF, CO2, CO (FIAN, Luch - Astrophysics, VNIIEF, GOI itp.), prace zakończono w 1976 roku.
- 1969 - z VFDL otrzymał energię w impulsie około 1 MJ;
- 1969 - zakończono opracowywanie lokalizatora LE-1 i udostępniono dokumentację;
- 1969 - rozpoczęto prace nad laserem fotodysocjacyjnym (PDL) z pompowaniem przez promieniowanie wyładowania elektrycznego;
- 1972 - w celu prowadzenia prac eksperymentalnych nad laserami (poza programem "Terra-3") postanowiono utworzyć międzywydziałowy ośrodek badawczy OKB "Raduga" z strzelnicą laserową (później - CDB "Astrofizyka").
- 1973 - rozpoczęto produkcję przemysłową VFDL - FO-21, F-1200, FO-32;
- 1973 - na poligonie Sary-Shagan rozpoczęto instalację eksperymentalnego kompleksu laserowego z lokalizatorem LE-1, rozpoczęto opracowywanie i testowanie LE-1;
- 1974 - powstały sumatory SRS serii AZ (FIAN, "Łuch" - "Astrofizyka");
- 1975 - powstał potężny elektrycznie pompowany PDL o mocy - 90 KJ;
- 1976 - powstał laser elektrojonizacyjny CO2 o mocy 500 kW (Luch - Astrophysics, FIAN);
- 1978 - pomyślnie przetestowano lokalizator LE-1, przeprowadzono testy na samolotach, głowicach rakiet balistycznych i satelitach;
- 1978 - na bazie Centralnego Biura Projektowego "Łucz" i MNIC OKB "Raduga" utworzono NPO "Astrofizyka" (poza programem "Terra-3"), Dyrektor Generalny - IV Ptcyn, Generalny Projektant - ND Ustinov (syn D. F. Ustinova).
Wizyta ministra obrony ZSRR D. F. Ustinova i akademika A. P. Aleksandrowa w OKB „Raduga”, koniec lat 70. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
FIAN zbadał nowe zjawisko w dziedzinie nieliniowej optyki laserowej - odwrócenie czoła fali promieniowania. To jest wielkie odkrycie
pozwoliło w przyszłości na zupełnie nowe i bardzo udane podejście do rozwiązania szeregu problemów z zakresu fizyki i technologii laserów dużej mocy, przede wszystkim problemów formowania niezwykle wąskiej wiązki i jej ultraprecyzyjnego nakierowywania na cel. Po raz pierwszy w programie Terra-3 specjaliści z VNIIEF i FIAN zaproponowali wykorzystanie odwrócenia czoła fali do namierzania i dostarczania energii do celu.
W 1994 roku NG Basov, odpowiadając na pytanie o wyniki programu laserowego Terra-3, powiedział: „Cóż, mocno ustaliliśmy, że nikt nie może zestrzelić
głowicę pocisku balistycznego z wiązką laserową, a dokonaliśmy wielkich postępów w laserach…”.
W radzie naukowo-technicznej przemawia akademik E. Wielikow. W pierwszym rzędzie, w kolorze jasnoszarym, AM Prochorow jest opiekunem naukowym programu „Omega”. Późne lata siedemdziesiąte. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Podprogramy i kierunki badań „Terra-3”:
Kompleks 5N26 z lokalizatorem laserowym LE-1 w ramach programu Terra-3:
Potencjalne możliwości laserowych lokalizatorów w celu zapewnienia szczególnie wysokiej dokładności pomiarów pozycji docelowej były badane w Biurze Projektowym Vympel od 1962 roku. - Przedstawiono Komisję Przemysłową (MIC, organ rządowy kompleksu wojskowo-przemysłowego ZSRR) projekt stworzenia eksperymentalnego lokalizatora laserowego do obrony przeciwrakietowej, który otrzymał nazwę kodową LE-1. Decyzja o stworzeniu eksperymentalnej instalacji na poligonie Sary-Shagan o zasięgu do 400 km została zatwierdzona we wrześniu 1963 roku. W latach 1964-1965. projekt był rozwijany w Biurze Projektowym Vympel (laboratorium G. E. Tichomirowa). Projekt systemów optycznych radaru został wykonany przez Państwowy Instytut Optyczny (laboratorium P. P. Zacharowa). Budowę obiektu rozpoczęto pod koniec lat 60. XX wieku.
Projekt został oparty na pracach FIAN nad badaniami i rozwojem laserów rubinowych. Lokalizator miał w krótkim czasie szukać celów w „polu błędu” radarów, które wyznaczały cel dla lokalizatora laserowego, co wymagało w tym czasie bardzo dużych średnich mocy emitera laserowego. Ostateczny wybór konstrukcji lokalizatora determinował rzeczywisty stan pracy na laserach rubinowych, których osiągalne parametry w praktyce okazały się znacznie niższe od pierwotnie zakładanych: średnia moc jednego lasera zamiast oczekiwanej 1 kW wynosił w tamtych latach około 10 W. Eksperymenty przeprowadzone w laboratorium N. G. Basova w Instytucie Fizycznym im. Lebiediewa wykazały, że zwiększenie mocy poprzez sukcesywne wzmacnianie sygnału laserowego w łańcuchu (kaskadzie) wzmacniaczy laserowych, jak początkowo przewidywano, jest możliwe tylko do pewnego poziomu. Zbyt silne promieniowanie zniszczyło same kryształy lasera. Pojawiły się również trudności związane z termooptycznymi zniekształceniami promieniowania w kryształach. W związku z tym konieczne było zainstalowanie w radarze nie jednego, a 196 laserów pracujących naprzemiennie z częstotliwością 10 Hz z energią na impuls 1 J. Całkowita średnia moc promieniowania wielokanałowego nadajnika laserowego lokalizatora wynosiła około 2 kW. Doprowadziło to do znacznej komplikacji jego schematu, który był wielotorowy zarówno podczas emisji, jak i rejestracji sygnału. Konieczne było stworzenie precyzyjnych, szybkich urządzeń optycznych do formowania, przełączania i prowadzenia 196 wiązek laserowych, które wyznaczały pole poszukiwań w przestrzeni docelowej. W urządzeniu odbiorczym lokalizatora zastosowano tablicę 196 specjalnie zaprojektowanych PMT. Zadanie komplikowały błędy związane z wielkogabarytowymi ruchomymi układami optyczno-mechanicznymi teleskopu i optyczno-mechanicznymi przełącznikami lokalizatora, a także zniekształceniami wprowadzanymi przez atmosferę. Całkowita długość toru optycznego lokalizatora sięgała 70 m i obejmowała wiele setek elementów optycznych - soczewek, luster i płytek, w tym ruchomych, których wzajemne ustawienie musiało być zachowane z najwyższą dokładnością.
Lasery nadawcze lokalizatora LE-1, poligon badawczy Sary-Shagan (PV Zarubin, SV Polskikh Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Część toru optycznego lokalizatora laserowego LE-1, poligon badawczy Sary-Shagan (PV Zarubin, SV Polskikh Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
W 1969 roku projekt LE-1 został przekazany Centralnemu Biuru Projektowemu Ministerstwa Przemysłu Obronnego ZSRR w Łuczu. ND Ustinov został mianowany głównym projektantem LE-1. 1970-1971 w całości zakończono budowę lokalizatora LE-1. W tworzeniu lokalizatora brała udział szeroka współpraca przedsiębiorstw przemysłu obronnego: staraniem LOMO i leningradzkich zakładów „Bolszewik” powstała unikatowa pod względem kompleksowych parametrów luneta TG-1 dla LE-1, główny konstruktor teleskopu był BK Ionesiani (LOMO). Teleskop o zwierciadle głównym o średnicy 1,3 m zapewniał wysoką jakość optyczną wiązki laserowej podczas pracy z prędkościami i przyspieszeniami setki razy większymi niż klasyczne teleskopy astronomiczne. Powstało wiele nowych jednostek radarowych: szybkie, precyzyjne systemy skanujące i przełączające do sterowania wiązką laserową, fotodetektory, jednostki elektronicznego przetwarzania i synchronizacji sygnałów oraz inne urządzenia. Sterowanie lokalizatorem odbywało się automatycznie z wykorzystaniem technologii komputerowej, lokalizator był połączony ze stacjami radarowymi wieloboku za pomocą cyfrowych linii transmisji danych.
Przy udziale Centralnego Biura Projektowego Geofizika (DM Khorol) opracowano nadajnik laserowy, w skład którego wchodziło 196 bardzo zaawansowanych wówczas laserów, system ich chłodzenia i zasilania. Dla LE-1 zorganizowano produkcję wysokiej jakości laserowych kryształów rubinu, nieliniowych kryształów KDP i wielu innych elementów. Oprócz ND Ustinova rozwojem LE-1 kierowali OA Ushakov, G. E. Tikhomirov i S. V. Bilibin.
Szefowie kompleksu wojskowo-przemysłowego ZSRR na poligonie Sary-Shagan, 1974. W centrum w okularach - Minister Przemysłu Obronnego ZSRR SA Zverev, po lewej - Minister Obrony AA Grechko i jego zastępca Jepiszew, drugi od lewej - NG. Bass. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO „Astrofizyka”. Prezentacja. 2009).
Szefowie kompleksu obronno-przemysłowego ZSRR na terenie LE-1, 1974. W centrum w pierwszym rzędzie - minister obrony A. A. Grechko, po jego prawej - N. G. Basow, następnie - minister przemysłu obronnego ZSRR S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Budowę obiektu rozpoczęto w 1973 roku. W 1974 roku zakończono prace regulacyjne i rozpoczęto testowanie obiektu z lunetą TG-1 lokalizatora LE-1. W 1975 roku podczas testów osiągnięto pewną lokalizację celu typu samolot w odległości 100 km i rozpoczęto prace nad lokalizacją głowic rakiet balistycznych i satelitów. 1978-1980 Za pomocą LE-1 przeprowadzono bardzo precyzyjne pomiary trajektorii i naprowadzania pocisków, głowic i obiektów kosmicznych. W 1979 roku laserowy lokalizator LE-1 jako środek do dokładnych pomiarów trajektorii został przyjęty do wspólnego utrzymania jednostki wojskowej 03080 (GNIIP nr 10 Ministerstwa Obrony ZSRR, Sary-Shagan). Za stworzenie lokalizatora LE-1 w 1980 r. pracownicy Centralnego Biura Projektowego Łucz otrzymali Nagrody Lenina i Państwowe ZSRR. Aktywna praca nad lokalizatorem LE-1, m.in. z modernizacją części układów elektronicznych i innych urządzeń trwała do połowy lat 80-tych. Prowadzono prace mające na celu uzyskanie nieskoordynowanych informacji o obiektach (np. informacji o kształcie obiektów). 10 października 1984 r. laserowy lokalizator 5N26 / LE-1 zmierzył parametry celu - statku kosmicznego wielokrotnego użytku Challenger (USA) - więcej szczegółów w sekcji Status poniżej.
Lokalizator TTX 5N26 / LE-1:
Ilość laserów na ścieżce - 196 szt.
Długość toru optycznego - 70 m
Średnia moc jednostki - 2 kW
Zasięg lokalizatora - 400 km (wg projektu)
Dokładność wyznaczania współrzędnych:
- według zasięgu - nie więcej niż 10 m (wg projektu)
- w elewacji - kilka sekund łuku (wg projektu)
W lewej części zdjęcia satelitarnego z dnia 29.04.2004 budynek kompleksu 5N26 z lokalizatorem LE-1, u dołu po lewej stronie radaru Argun. 38. miejsce wielokąta Sary-Shagan
Teleskop TG-1 laserowego lokalizatora LE-1, poligon badawczy Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Teleskop TG-1 laserowego lokalizatora LE-1, poligon Sary-Shagan (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Prezentacja. 2009).
Badanie fotodysocjacyjnych laserów jodowych (VFDL) w ramach programu „Terra-3”.
Pierwszy laboratoryjny laser fotodysocjacyjny (PDL) został stworzony w 1964 roku przez J. V. Kasper i GS Pimentel. Ponieważ analiza wykazała, że stworzenie super mocnego lasera rubinowego pompowanego lampą błyskową okazało się niemożliwe, a następnie w 1965 r. N. G. w ksenonie jako źródło promieniowania. Zakładano również, że głowica pocisku balistycznego zostanie zniszczona ze względu na reaktywny efekt szybkiego parowania pod wpływem lasera części pocisku głowicy. Takie PDL są oparte na idei fizycznej sformułowanej w 1961 roku przez SG Rautiana i II Sobelmana, którzy wykazali teoretycznie, że możliwe jest uzyskanie wzbudzonych atomów lub cząsteczek poprzez fotodysocjację bardziej złożonych cząsteczek, gdy są one napromieniowane silnym (nie laserowym) strumień światła … Prace nad wybuchowym FDL (VFDL) w ramach programu „Terra-3” rozpoczęto we współpracy FIAN (VS Zuev, teoria VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, eksperymenty z VFDL), Centralnego Biura Projektowego „Łucz” z udział GOI, GIPH i innych przedsiębiorstw. W krótkim czasie ścieżka przeszła od małych i średnich prototypów do szeregu unikalnych próbek VFDL o wysokiej energii produkowanych przez przedsiębiorstwa przemysłowe. Cechą tej klasy laserów była ich jednorazowość - laser VFD eksplodował podczas pracy, całkowicie zniszczony.
Schemat ideowy działania VFDL (PV Zarubin, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Pierwsze eksperymenty z PDL, przeprowadzone w latach 1965-1967, dały bardzo zachęcające wyniki, a pod koniec 1969 roku w VNIIEF (Sarov) pod kierownictwem S. B. przetestowano PDL o energii pulsu setek tysięcy dżuli, czyli około 100 razy wyższa niż w przypadku jakiegokolwiek lasera znanego w tamtych latach. Oczywiście nie można było od razu dojść do stworzenia jodowych PDL o ekstremalnie wysokich energiach. Przetestowano różne wersje konstrukcji laserów. Decydujący krok we wdrażaniu wykonalnego projektu odpowiedniego do uzyskiwania wysokich energii promieniowania został wykonany w 1966 roku, kiedy w wyniku badania danych eksperymentalnych wykazano, że propozycja naukowców FIAN i VNIIEF (1965) dotycząca usunięcia Można zastosować ścianę kwarcową oddzielającą źródło promieniowania pompy od środowiska aktywnego. Ogólna konstrukcja lasera została znacznie uproszczona i zredukowana do powłoki w postaci tuby, wewnątrz lub na zewnętrznej ściance której znajdował się wydłużony ładunek wybuchowy, a na końcach znajdowały się lustra rezonatora optycznego. Takie podejście umożliwiło zaprojektowanie i przetestowanie laserów o średnicy wnęki roboczej przekraczającej metr i długości kilkudziesięciu metrów. Lasery te zostały zmontowane ze standardowych odcinków o długości około 3 m.
Nieco później (od 1967 r.) zespół dynamiki gazów i laserów kierowany przez WK Orłowa, który został utworzony w Biurze Projektowym Vympel, a następnie przeniesiony do Centralnego Biura Projektowego Luch, z powodzeniem zajął się badaniami i projektowaniem pompowanego wybuchowo PDL. W toku prac rozpatrzono dziesiątki zagadnień: od fizyki propagacji fal uderzeniowych i świetlnych w ośrodku laserowym po technologię i kompatybilność materiałów oraz tworzenie specjalnych narzędzi i metod pomiaru parametrów wysokiej moc promieniowania laserowego. Pojawiły się również kwestie technologii wybuchu: działanie lasera wymagało uzyskania niezwykle „gładkiego” i prostego czoła fali uderzeniowej. Problem ten został rozwiązany, zaprojektowano ładunki i opracowano metody ich detonacji, co umożliwiło uzyskanie wymaganego gładkiego czoła fali uderzeniowej. Stworzenie tych VFDL umożliwiło rozpoczęcie eksperymentów w celu zbadania wpływu promieniowania laserowego o wysokiej intensywności na materiały i struktury celów. Prace kompleksu pomiarowego zapewnił Państwowy Instytut Optyczny (IM Belousova).
Stanowisko testowe dla laserów VFD VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Opracowanie modeli dla Centralnego Biura Projektowego VFDL „Łucz” pod kierownictwem VK Orłowa (z udziałem VNIIEF):
- FO-32 - w 1967 uzyskano energię impulsu 20 KJ za pomocą wybuchowego pompowanego VFDL, komercyjna produkcja VFDL FO-32 rozpoczęła się w 1973;
Laser VFD FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
- FO-21 - w 1968 r. po raz pierwszy z VFDL z pompowaniem wybuchowym uzyskano energię w impulsie 300 KJ, a także w 1973 r. rozpoczęto produkcję przemysłową VFDL FO-21;
- F-1200 - w 1969 roku po raz pierwszy z wybuchowo pompowanym VFDL uzyskano energię impulsu 1 megadżula. W 1971 projekt został ukończony, a w 1973 rozpoczęto przemysłową produkcję VFDL F-1200;
Prawdopodobnie prototyp lasera F-1200 VFD jest pierwszym laserem megadżulowym, zmontowanym w VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011) …
To samo WFDL, to samo miejsce i czas. Pomiary pokazują, że to inna rama.
TTX VFDL:
Badanie laserów wykorzystujących rozpraszanie ramanowskie (SRS) w programie Terra-3:
Rozpraszanie promieniowania z pierwszych VFDL było niezadowalające – o dwa rzędy wielkości wyższe niż granica dyfrakcji, co uniemożliwiało dostarczanie energii na znaczne odległości. W 1966 r. NG Basov i II Sobel'man wraz ze współpracownikami zaproponowali rozwiązanie problemu za pomocą dwustopniowego schematu - dwustopniowego lasera kombinacyjnego z rozpraszaniem Ramana (laser Ramana), pompowanego przez kilka laserów VFDL o „słabym” rozpraszanie. Wysoka wydajność lasera ramanowskiego oraz wysoka jednorodność jego ośrodka aktywnego (gazów skroplonych) umożliwiły stworzenie wysokowydajnego dwustopniowego systemu laserowego. Badania laserów ramanowskich nadzorował EM Zemskov (Centralne Biuro Projektowe Łucz). Po zbadaniu fizyki laserów Ramana w FIAN i VNIIEF, „zespole” Centralnego Biura Projektowego Luch w latach 1974-1975. z powodzeniem przeprowadził na poligonie Sary-Shagan w Kazachstanie serię eksperymentów z systemem 2-kaskadowym serii „AZ” (FIAN, „Łucz” – później „Astrofizyka”). Musieli użyć dużej optyki wykonanej ze specjalnie zaprojektowanej topionej krzemionki, aby zapewnić odporność na promieniowanie zwierciadła wyjściowego lasera Ramana. Do sprzężenia promieniowania z laserów VFDL z laserem Ramana zastosowano system rastrowy z wieloma lustrami.
Moc lasera Ramana AZh-4T osiągnęła 10 kJ na impuls, a w 1975 roku przetestowano laser ciekłotlenowy Ramana AZh-5T o mocy impulsu 90 kJ, aperturze 400 mm i sprawności 70%. Do 1975 roku w kompleksie Terra-3 miał być używany laser AZh-7T.
Laser SRS na ciekłym tlenie AZh-5T, 1975. Z przodu widoczna jest szczelina wyjściowa lasera. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Wielozwierciadlany system rastrowy służący do wprowadzania promieniowania VDFL do lasera Ramana (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Optyka szklana zniszczona przez promieniowanie lasera Ramana. Zastąpiona optyką kwarcową o wysokiej czystości (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Badanie wpływu promieniowania laserowego na materiały w ramach programu „Terra-3”:
Przeprowadzono szeroko zakrojony program badawczy w celu zbadania wpływu wysokoenergetycznego promieniowania laserowego na różne obiekty. Jako „cele” wykorzystano próbki stali, różne próbki optyki i różne przedmioty użytkowe. Ogólnie rzecz biorąc, B. V. Zamyshlyaev kierował kierunkiem badań wpływu na obiekty, a A. M. Bonch-Bruevich kierował kierunkiem badań nad siłą promieniowania optyki. Prace nad programem trwały od 1968 do 1976 roku.
Wpływ promieniowania VEL na element płaszcza (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Próbka stali o grubości 15 cm Ekspozycja na laser na ciele stałym. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Wpływ promieniowania VEL na optykę (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Wpływ wysokoenergetycznego lasera CO2 na model samolotu, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia wysokoenergetycznych laserów i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Badanie wysokoenergetycznych laserów wyładowczych w ramach programu „Terra-3”:
PDL wielokrotnego użytku z wyładowaniami elektrycznymi wymagały bardzo wydajnego i kompaktowego impulsowego źródła prądu elektrycznego. Jako takie źródło postanowiono użyć wybuchowych generatorów magnetycznych, których opracowanie przeprowadził zespół VNIIEF kierowany przez A. I. Pavlovsky'ego do innych celów. Należy zauważyć, że A. D. Sacharow był również źródłem tych prac. Wybuchowe generatory magnetyczne (inaczej nazywane generatorami magneto-kumulacyjnymi), podobnie jak konwencjonalne lasery wnz, ulegają zniszczeniu podczas pracy, gdy ich ładunek eksploduje, ale ich koszt jest wielokrotnie niższy niż koszt lasera. Generatory wybuchowo-magnetyczne, specjalnie zaprojektowane przez A. I. Pavlovsky'ego i współpracowników do wyładowań elektrycznych, chemicznych laserów fotodysocjacyjnych, przyczyniły się do stworzenia w 1974 r. eksperymentalnego lasera o energii promieniowania na impuls około 90 kJ. Testy tego lasera zakończono w 1975 roku.
W 1975 r. grupa projektantów z Centralnego Biura Projektowego Łucz, kierowana przez VK Orłowa, zaproponowała rezygnację z wybuchowych laserów WFD z dwustopniowym schematem (SRS) i zastąpienie ich wyładowaniami elektrycznymi laserów PD. Wymagało to kolejnej rewizji i korekty projektu kompleksu. Miał on używać lasera FO-13 o energii impulsu 1 mJ.
Duże lasery wyładowcze montowane przez VNIIEF.
Badania wysokoenergetycznych laserów sterowanych wiązką elektronów w ramach programu „Terra-3”:
Prace nad laserem częstotliwościowo-impulsowym 3D01 klasy megawatowej z jonizacją wiązką elektronów rozpoczęły się w Centralnym Biurze Projektowym „Łucz” z inicjatywy i przy udziale NG Basowa, a następnie skierowano w osobnym kierunku w OKB „Raduga”.” (później - GNIILT „Raduga”) pod kierownictwem GG Dolgova-Savelyeva. W pracy eksperymentalnej w 1976 r. z laserem CO2 sterowanym wiązką elektronów osiągnięto średnią moc około 500 kW z częstotliwością powtarzania do 200 Hz. Zastosowano schemat z „zamkniętą” pętlą gazowo-dynamiczną. Później powstał ulepszony laser impulsowo-częstotliwościowy KS-10 (Centralne Biuro Projektowe „Astrofizyka”, NV Cheburkin).
Częstotliwościowo-impulsowy laser elektrojonizacyjny 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Naukowo-eksperymentalny kompleks strzelecki 5N76 „Terra-3”:
W 1966 r. Biuro Projektowe Vympel pod kierownictwem OA Uszakowa rozpoczęło opracowywanie projektu projektu eksperymentalnego kompleksu wielokątów Terra-3. Prace nad projektem projektu trwały do 1969 roku. Bezpośrednim kierownikiem budowy konstrukcji był inżynier wojskowy NN Shakhonsky. Rozmieszczenie kompleksu zaplanowano w miejscu obrony przeciwrakietowej w Sary-Shagan. Kompleks był przeznaczony do prowadzenia eksperymentów nad niszczeniem głowic rakiet balistycznych za pomocą laserów wysokoenergetycznych. Projekt kompleksu był wielokrotnie poprawiany w latach 1966-1975. Od 1969 roku projekt kompleksu Terra-3 jest realizowany przez Centralne Biuro Projektowe Luch pod kierownictwem MG Vasina. Kompleks miał powstać przy użyciu dwustopniowego lasera ramanowskiego z głównym laserem znajdującym się w znacznej odległości (około 1 km) od systemu naprowadzania. Wynikało to z faktu, że w laserach VFD podczas emisji miał zużyć do 30 ton materiału wybuchowego, co mogło mieć wpływ na dokładność systemu naprowadzania. Konieczne było również zapewnienie braku mechanicznego działania fragmentów laserów VFD. Promieniowanie z lasera Ramana do systemu naprowadzania miało być przesyłane podziemnym kanałem optycznym. Miał używać lasera AZh-7T.
W 1969 r. W GNIIP nr 10 Ministerstwa Obrony ZSRR (jednostka wojskowa 03080, poligon przeciwrakietowy Sary-Shagan) w obiekcie nr 38 (jednostka wojskowa 06544) rozpoczęto budowę obiektów do prac eksperymentalnych nad tematyką laserową. W 1971 roku budowa kompleksu została czasowo wstrzymana ze względów technicznych, ale w 1973 roku, prawdopodobnie po korekcie projektu, wznowiono ją.
Przyczyny techniczne (według źródła - Zarubin PV "Academician Basov …") polegały na tym, że przy mikronowej długości fali promieniowania laserowego praktycznie niemożliwe było skupienie wiązki na stosunkowo małym obszarze. Te. jeśli cel znajduje się w odległości większej niż 100 km, naturalna rozbieżność kątowa optycznego promieniowania laserowego w atmosferze w wyniku rozproszenia wynosi 0,0001 stopnia. Zostało to utworzone w Instytucie Optyki Atmosferycznej Syberyjskiego Oddziału Akademii Nauk ZSRR w Tomsku, specjalnie utworzonym w celu zapewnienia realizacji programu tworzenia broni laserowej, którym kierował Acad. W. E. Zujew. Z tego wynikało, że plamka promieniowania laserowego w odległości 100 km miałaby średnicę co najmniej 20 metrów, a gęstość energii na powierzchni 1 cm2 przy całkowitej energii źródła lasera 1 MJ byłaby mniejsza niż 0,1 J / cm2. To za mało - aby trafić w rakietę (aby zrobić w niej dziurę o powierzchni 1 cm2, rozprężając ją), potrzeba więcej niż 1 kJ/cm2. A jeśli początkowo na kompleksie miały być zastosowane lasery VFD, to po zidentyfikowaniu problemu z ogniskowaniem wiązki, twórcy zaczęli skłaniać się ku zastosowaniu dwustopniowych laserów kombinacyjnych opartych na rozpraszaniu Ramana.
Projekt systemu naprowadzania został wykonany przez GOI (P. P. Zakharov) wraz z LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). Precyzyjna podpora obrotowa została stworzona w zakładzie bolszewickim. Precyzyjne napędy i bezluzowe przekładnie do łożysk obrotowych zostały opracowane przez Centralny Instytut Badawczy Automatyki i Hydrauliki przy udziale Państwowego Uniwersytetu Technicznego Bauman w Moskwie. Główny tor optyczny został w całości wykonany na lustrach i nie zawierał przezroczystych elementów optycznych, które mogłyby zostać zniszczone przez promieniowanie.
W 1975 r. grupa projektantów z Centralnego Biura Projektowego Łucz, kierowana przez VK Orłowa, zaproponowała rezygnację z wybuchowych laserów WFD z dwustopniowym schematem (SRS) i zastąpienie ich wyładowaniami elektrycznymi laserów PD. Wymagało to kolejnej rewizji i korekty projektu kompleksu. Miał on używać lasera FO-13 o energii impulsu 1 mJ. Ostatecznie obiekty wyposażone w lasery bojowe nigdy nie zostały ukończone i uruchomione. Został zbudowany i używany tylko system naprowadzania kompleksu.
Akademik Akademii Nauk ZSRR BV Bunkin (NPO Ałmaz) został mianowany generalnym projektantem prac eksperymentalnych przy „obiekcie 2506” (kompleks obrony przeciwlotniczej „Omega” – CWS PSO), przy „obiekcie 2505” (CWS ABM). i PKO „Terra -3”) – członek korespondent Akademii Nauk ZSRR ND Ustinov („Centralne Biuro Projektowe „Łucz”). Opiekun naukowy – wiceprezes Akademii Nauk ZSRR akademik EP Wielikow. Z jednostki wojskowej 03080 przez analiza funkcjonowania pierwszych prototypów środków laserowych PSO i obrony przeciwrakietowej była prowadzona przez kierownika 4. wydziału 1. wydziału, inżyniera-podpułkownika GISemenichina. Od 4. GUMO od 1976 r. Kontrola rozwoju i testowania broni i sprzętu wojskowego na nowych zasadach fizycznych z wykorzystaniem laserów przeprowadził kierownik wydziału, który w 1980 r. został laureatem Nagrody Lenina za ten cykl prac, pułkownik YV Rubanenko. 3”), przede wszystkim na stanowisku kierowania i ostrzału (KOP) 5M16К oraz w strefach „G” i „D”. Już w listopadzie 1973 r. w KOP przeprowadzono pierwszą eksperymentalną operację bojową. pracować w warunkach składowiska. W 1974 roku, podsumowując prace prowadzone nad tworzeniem broni na nowych zasadach fizycznych, na poligonie w „Strefie G” zorganizowano wystawę prezentującą najnowsze narzędzia opracowane przez cały przemysł ZSRR w tej dziedzinie. Wystawę odwiedził Minister Obrony ZSRR Marszałek Związku Radzieckiego A. A. Greczko. Prace bojowe prowadzono za pomocą specjalnego generatora. Załogę bojową dowodził podpułkownik IV Nikulin. Po raz pierwszy na poligonie w cel wielkości monety pięciokopejkowej został trafiony laserem z bliskiej odległości.
Projekt wstępny kompleksu Terra-3 w 1969 roku, projekt ostateczny w 1974 roku oraz wielkość zrealizowanych elementów kompleksu. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Osiągnięte sukcesy przyspieszone prace nad stworzeniem eksperymentalnego kompleksu laserów bojowych 5N76 „Terra-3”. Kompleks składał się z budynku 41/42V (budynek południowy, czasami nazywany „budynek 41”), w którym mieściło się centrum dowodzenia i obliczenia oparte na trzech komputerach M-600, dokładny lokalizator laserowy 5N27 – odpowiednik LE-1/5N26 lokalizator laserowy (patrz wyżej), system transmisji danych, uniwersalny system czasu, system specjalnego sprzętu technicznego, łączność, sygnalizacja. Prace testowe na tym obiekcie przeprowadził 5 wydział 3 kompleksu testowego (kierownik wydziału, pułkownik I. V. Nikulin). Jednak w kompleksie 5N76 wąskim gardłem było opóźnienie w opracowaniu potężnego specjalnego generatora do realizacji charakterystyk technicznych kompleksu. Postanowiono zainstalować eksperymentalny moduł generatora (symulator z laserem CO2?) z uzyskaną charakterystyką do przetestowania algorytmu walki. Dla tego modułu konieczne było wybudowanie budynku 6A (budynek południowo-północny, czasami nazywany „Terra-2”) niedaleko budynku 41/42B. Problem specjalnego generatora nigdy nie został rozwiązany. Konstrukcja lasera bojowego została wzniesiona na północ od „Pola 41”, do którego prowadził tunel z systemem łączności i transmisji danych, ale nie przeprowadzono instalacji lasera bojowego.
Instalacja laserowa o zasięgu eksperymentalnym składała się z rzeczywistych laserów (rubin – tablica 19 laserów rubinowych i laser CO2), systemu naprowadzania i ograniczania wiązki, kompleksu informacyjnego zaprojektowanego w celu zapewnienia działania systemu naprowadzania, precyzyjny lokalizator laserowy 5H27, przeznaczony do dokładnego wyznaczania współrzędnych celów. Możliwości 5N27 umożliwiły nie tylko określenie zasięgu do celu, ale także uzyskanie dokładnych charakterystyk wzdłuż jego trajektorii, kształtu obiektu, jego wielkości (informacje niewspółrzędne). Za pomocą 5N27 przeprowadzono obserwacje obiektów kosmicznych. W kompleksie przeprowadzono badania nad wpływem promieniowania na cel, kierując wiązkę lasera na cel. Przy pomocy kompleksu przeprowadzono badania nad skierowaniem wiązki lasera małej mocy na cele aerodynamiczne oraz badanie procesów propagacji wiązki laserowej w atmosferze.
Testy systemu naprowadzania rozpoczęły się w latach 1976-1977, ale prace nad głównymi laserami strzelającymi nie opuściły etapu projektowania i po serii spotkań z ministrem przemysłu obronnego ZSRR SA Zverev podjęto decyzję o zamknięciu Terra - 3 . W 1978 roku za zgodą Ministerstwa Obrony ZSRR oficjalnie zamknięto program budowy kompleksu 5N76 „Terra-3”.
Instalacja nie została uruchomiona i nie działała w pełni, nie rozwiązywała misji bojowych. Budowa kompleksu nie została w pełni ukończona - zainstalowano w całości system naprowadzania, zainstalowano pomocnicze lasery lokalizatora systemu naprowadzania oraz symulator wiązki sił. Do 1989 r. prace nad tematami laserowymi zaczęły się ograniczać. W 1989 roku z inicjatywy Velikhova instalacja Terra-3 została pokazana grupie amerykańskich naukowców.
Schemat budowy 41 / 42V kompleksu 5N76 "Terra-3".
Główną częścią budynku 41/42B kompleksu 5H76 „Terra-3” jest luneta systemu naprowadzania i kopuła ochronna, zdjęcie zostało wykonane podczas wizyty w obiekcie przez delegację amerykańską w 1989 roku.
System naprowadzania kompleksu „Terra-3” z lokalizatorem laserowym (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii tworzenia laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Status: ZSRR
- 1964 - N. G. Basow i ON Krokhin sformułowali pomysł trafienia GS BR laserem.
- jesień 1965 - pismo do KC KPZR o potrzebie przeprowadzenia eksperymentalnych badań nad laserową obroną przeciwrakietową.
- 1966 - początek prac w ramach programu Terra-3.
- 10 października 1984 - laserowy lokalizator 5N26/LE-1 mierzył parametry celu - statku kosmicznego wielokrotnego użytku Challenger (USA). Jesienią 1983 r. marszałek Związku Radzieckiego DF Ustinow zaproponował dowódcy oddziałów ABM i PKO J. Wotincew użycie kompleksu laserowego do towarzyszenia „wahadłowi”. W tym czasie zespół 300 specjalistów wykonywał usprawnienia w kompleksie. Zostało to zgłoszone ministrowi obrony przez JW Wotincewa. 10 października 1984, podczas 13. lotu wahadłowca Challenger (USA), kiedy jego orbity orbitalne odbywały się w rejonie poligonu Sary-Shagan, eksperyment odbył się, gdy instalacja laserowa działała w detekcji tryb z minimalną mocą promieniowania. Wysokość orbity statku kosmicznego w tym czasie wynosiła 365 km, pochylony zasięg wykrywania i śledzenia wynosił 400-800 km. Dokładne oznaczenie celu instalacji laserowej zostało wydane przez radarowy kompleks pomiarowy Argun.
Jak donosiła później załoga Challengera, podczas lotu nad rejonem Balkhash statek nagle przerwał komunikację, wystąpiły awarie sprzętu, a sami astronauci źle się poczuli. Amerykanie zaczęli to rozwiązywać. Wkrótce zdali sobie sprawę, że załoga została poddana sztucznym wpływom ZSRR i ogłosili oficjalny protest. Z humanitarnych względów w przyszłości instalacja laserowa, a nawet część kompleksu radiotechnicznego na poligonie doświadczalnym, które mają wysoki potencjał energetyczny, nie były wykorzystywane do eskortowania wahadłowców. W sierpniu 1989 roku delegacji amerykańskiej pokazano część systemu laserowego przeznaczonego do nakierowywania lasera na obiekt.
