Изследователска програма за високоенергийни лазери в интерес на противоракетната отбрана / научно-експериментален комплекс. Идеята за използване на високоенергиен лазер за унищожаване на балистични ракети на последния етап от бойните глави е формулирана през 1964 г. от Н. Г. Басов и О. Н. Крохин (FIAN MI. PN Lebedeva). През есента на 1965 г. Н. Г. Басов, научният директор на ВНИИЕФ Ю. Б. Харитон, заместник -директорът на ГОИ по научна работа Е. Н. Царевски и главният дизайнер на конструкторското бюро „Вимпел“Г. В. Кисунко изпращат бележка до ЦК на КПСС, в която говори относно фундаменталната възможност за удар с бойни глави на балистични ракети с лазерно излъчване и предложи да се разгърне подходяща експериментална програма. Предложението е одобрено от Централния комитет на КПСС и програмата за работа по създаването на звено за лазерно стрелба за задачи за противоракетна отбрана, изготвена съвместно от OKB Vympel, FIAN и VNIIEF, е одобрена с решение на правителството през 1966 г.
Предложенията се основават на изследването на LPI за високоенергийни фотодисоциационни лазери (PDLs) на базата на органични йодиди и предложението на VNIIEF за "изпомпване" на PDLs "от светлината на силна ударна вълна, създадена в инертен газ от експлозия". Държавният оптичен институт (ДОИ) също се включи в работата. Програмата е кръстена „Terra-3“и предвижда създаването на лазери с енергия над 1 MJ, както и създаването на научен и експериментален лазерен комплекс за изстрелване (NEC) 5N76 на тяхна база в полигон Балхаш, където идеите за лазерна система за противоракетна отбрана трябваше да бъдат тествани в естествени условия. Н. Г. Басов е назначен за научен ръководител на програма „Тера-3“.
През 1969 г. от конструкторското бюро във Вимпел екипът на SKB се отделя, въз основа на което се формира Централното конструкторско бюро в Луч (по-късно NPO Astrophysics), на което е възложено изпълнението на програмата Terra-3.
Останки от конструкция 41 / 42B с 5H27 лазерен локаторен комплекс от 5H76 "Terra-3" изстрелващ комплекс, снимка 2008
Научен експериментален комплекс "Тера-3" по американски идеи. В САЩ се смяташе, че комплексът е предназначен за противосателитни цели с преход към противоракетна отбрана в бъдеще. Чертежът е представен за първи път от американската делегация на преговорите в Женева през 1978 г. Изглед от югоизток.
Телескоп TG-1 на лазерния локатор LE-1, полигон Сари-Шаган (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
Програмата Terra-3 включваше:
- Фундаментални изследвания в областта на лазерната физика;
- Развитие на лазерни технологии;
- Разработване и тестване на "големи" експериментални лазерни "машини";
- Изследвания на взаимодействието на мощно лазерно излъчване с материали и определяне на уязвимостта на военната техника;
- Изучаване на разпространението на мощно лазерно излъчване в атмосферата (теория и експеримент);
- Изследване на лазерната оптика и оптичните материали и разработването на "силови" оптични технологии;
- Работи в областта на лазерния диапазон;
- Разработване на методи и технологии за насочване на лазерен лъч;
- Създаване и изграждане на нови научни, проектни, производствени и изпитателни институти и предприятия;
- Обучение на студенти и аспиранти в областта на лазерната физика и технологии.
Работата по програмата Terra-3 се развива в две основни направления: лазерно обхващане (включително проблема с подбора на целта) и лазерно унищожаване на бойни глави на балистични ракети. Работата по програмата е предшествана от следните постижения: през 1961г.възниква същинската идея за създаване на фотодисоциационни лазери (Rautian и Sobelman, FIAN), а през 1962 г. в OKB Vympel заедно с FIAN започват проучвания на лазерния диапазон и също се предлага излъчването на фронта на ударната вълна за оптични изпомпване на лазера (Krokhin, FIAN, 1962 G.). През 1963 г. конструкторското бюро „Вимпел“започва да разработва проект за лазерен локатор LE-1. След началото на работата по програма Terra-3 в продължение на няколко години бяха преминати следните етапи:
- 1965 г. - започнаха експерименти с високоенергийни фотодисоциационни лазери (VFDL), постигната мощност от 20 J (FIAN и VNIIEF);
- 1966 г. - получена импулсна енергия от 100 J с VFDL;
- 1967 г. - избрана е схематична диаграма на експерименталния лазерен локатор LE -1 (OKB "Vympel", FIAN, GOI);
- 1967 - с VFDL е получена импулсна енергия от 20 KJ;
- 1968 г. - с VFDL е получена импулсна енергия от 300 KJ;
- 1968 г. - започва работа по програма за изследване на ефектите на лазерното лъчение върху обекти и материални уязвимости, програмата е завършена през 1976 г.;
- 1968 г. - започнаха проучвания и създаване на високоенергийни HF, CO2, CO лазери (FIAN, Luch - Astrophysics, VNIIEF, GOI и др.), Работата приключи през 1976 г.
- 1969 г. - с VFDL получава енергия в импулс от около 1 MJ;
- 1969 г. - разработката на локатора LE -1 е завършена и документацията е освободена;
- 1969 г. - започва разработването на фотодисоциационен лазер (PDL) с изпомпване чрез излъчване на електрически разряд;
- 1972 г. - за извършване на експериментални работи по лазери (извън програмата "Тера -3") е решено да се създаде междуведомствен изследователски център на ОКБ "Радуга" с лазерен обхват (по -късно - ЦДБ "Астрофизика").
- 1973 г.- стартира индустриалното производство на VFDL- FO-21, F-1200, FO-32;
-1973 г.-на полигона Сари-Шаган започва инсталирането на експериментален лазерен комплекс с локатор LE-1, започва разработването и тестването на LE-1;
- 1974 г. - създадени са суматори на SRS от поредицата AZ (FIAN, "Луч" - "Астрофизика");
- 1975 г. - създадена е мощна PDL с електрическа помпа, мощност - 90 KJ;
- 1976 г. - създаден е електроионизационен CO2 лазер с мощност 500 kW (Luch - Astrophysics, FIAN);
- 1978 г. - успешно е тестван локаторът LE -1, провеждат се тестове на самолети, бойни глави на балистични ракети и спътници;
- 1978 г. - на базата на Централното конструкторско бюро „Луч” и MNIC OKB „Радуга” се формира НПО „Астрофизика” (извън програмата „Тера -3”), генерален директор - И. В. Птицин, генерален дизайнер - Н. Д. Устинов (син на Д. Ф. Устинов).
Посещението на министъра на отбраната на СССР Д. Ф. Устинов и академик А. П. Александров в ОКБ „Радуга“, края на 70 -те години. (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
FIAN изследва ново явление в областта на нелинейната лазерна оптика - обръщане на радиацията на вълновия фронт. Това е голямо откритие
позволи в бъдеще в напълно нов и много успешен подход за решаване на редица проблеми във физиката и технологията на лазерите с висока мощност, преди всичко проблемите с образуването на изключително тесен лъч и неговото свръхпрецизно насочване към цел. За първи път в програмата Terra-3 специалисти от VNIIEF и FIAN предложиха да се използва обръщане на вълновия фронт за насочване и доставяне на енергия до целта.
През 1994 г. Н. Г. Басов, отговаряйки на въпрос за резултатите от лазерната програма Terra-3, казва: „Е, ние твърдо установихме, че никой не може да свали
бойна глава с балистична ракета с лазерен лъч и ние постигнахме голям напредък в лазерите … “.
Академик Е. Велихов говори на научно -техническия съвет. В първия ред, в светло сиво, А. М. Прохоров е научен ръководител на програмата "Омега". В края на 70 -те години. (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
Подпрограми и направления на изследване "Тера-3":
Комплекс 5N26 с лазерен локатор LE-1 по програма Terra-3:
Потенциалната възможност на лазерните локатори да осигурят особено висока точност на измерванията на целевата позиция е проучена в Проектното бюро на Вимпел от 1962 г. -Представена е Индустриалната комисия (MIC, правителственият орган на военно -промишления комплекс на СССР) проект за създаване на експериментален лазерен локатор за противоракетна отбрана, който получи кодовото наименование LE-1. Решението за създаване на експериментална инсталация на полигона Сари-Шаган с обхват до 400 км е одобрено през септември 1963 г. През 1964-1965г. проектът се разработваше в конструкторското бюро „Вимпел“(лабораторията на Г. Е. Тихомиров). Проектирането на оптичните системи на радара е извършено от Държавния оптичен институт (лаборатория на П. П. Захаров). Строителството на съоръжението започва в края на 60 -те години.
Проектът се основава на работата на FIAN по изследване и разработване на рубинени лазери. Локаторът е трябвало да търси цели за кратко време в "полето за грешки" на радарите, което осигурява обозначаване на целта на лазерния локатор, което изисква много високи средни мощности на лазерния излъчвател по това време. Окончателният избор на структурата на локатора определи реалното състояние на работа на рубинени лазери, чиито постижими параметри на практика се оказаха значително по -ниски от първоначално предполагаемите: средната мощност на един лазер вместо очакваната 1 kW беше през тези години около 10 W. Експериментите, проведени в лабораторията на Н. Г. Басов във Физическия институт „Лебедев“, показаха, че увеличаването на мощността чрез последователно усилване на лазерния сигнал във верига (каскада) от лазерни усилватели, както първоначално беше предвидено, е възможно само до определено ниво. Твърде мощната радиация унищожи самите лазерни кристали. Възникнаха и трудности, свързани с термооптични изкривявания на радиацията в кристалите. В тази връзка беше необходимо да се инсталира в радара не един, а 196 лазера, редуващи се на честота 10 Hz с енергия на импулс 1 J. Общата средна мощност на излъчване на многоканалния лазерен предавател на локатора беше около 2 кВт. Това доведе до значително усложнение на неговата схема, която беше многопътна както при излъчване, така и при регистриране на сигнал. Необходимо беше да се създадат високоточни високоскоростни оптични устройства за формиране, превключване и насочване на 196 лазерни лъча, които определят полето за търсене в целевото пространство. В приемното устройство на локатора е използван масив от 196 специално проектирани PMT. Задачата се усложняваше от грешки, свързани с големи подвижни оптико-механични системи на телескопа и оптико-механични превключватели на локатора, както и с изкривявания, внесени от атмосферата. Общата дължина на оптичния път на локатора достигна 70 м и включваше стотици оптични елементи - лещи, огледала и плочи, включително движещи се, чието взаимно подравняване трябваше да се поддържа с най -висока точност.
Предавателни лазери на локатора LE-1, полигон Сари-Шаган (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
Част от оптичния път на лазерния локатор LE-1, полигонът Сари-Шаган (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
През 1969 г. проектът LE-1 е прехвърлен на Централното конструкторско бюро в Луч на Министерството на отбранителната промишленост на СССР. Н. Д. Устинов е назначен за главен конструктор на ЛЕ-1. 1970-1971 разработването на локатора LE-1 е завършено като цяло. В създаването на локатора участва широко сътрудничество на предприятия от отбранителната индустрия: с усилията на LOMO и ленинградския завод "Болшевик" е създаден уникален по сложни параметри телескоп TG-1 за LE-1, главен конструктор на телескопа беше BK Ionesiani (LOMO). Този телескоп с диаметър на главното огледало 1,3 м осигурява високо оптично качество на лазерния лъч при работа със скорости и ускорения стотици пъти по -високи от тези на класическите астрономически телескопи. Създадени са много нови радарни устройства: високоскоростни прецизни системи за сканиране и превключване за управление на лазерния лъч, фотодетектори, блокове за електронна обработка и синхронизация на сигнали и други устройства. Управлението на локатора беше автоматично с помощта на компютърна технология; локаторът беше свързан с радарните станции на полигона с помощта на цифрови линии за предаване на данни.
С участието на Централното конструкторско бюро на Geofizika (D. M. Khorol) е разработен лазерен предавател, който включва 196 много напреднали по това време лазери, система за тяхното охлаждане и захранване. За LE-1 беше организирано производството на висококачествени лазерни рубинени кристали, нелинейни KDP кристали и много други елементи. В допълнение към Н. Д. Устинов, разработването на LE-1 беше ръководено от О. А. Ушаков, Г. Е. Тихомиров и С. В. Билибин.
Ръководители на военно -индустриалния комплекс на СССР на полигона Сари -Шаган, 1974. В центъра с очила - министърът на отбранителната промишленост на СССР С. А. Зверев, вляво - министърът на отбраната А. А. Гречко и заместникът му Епишев, втори отляво - NG. Бас. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO "Astrophysics". Презентация. 2009).
Ръководители на отбранително -индустриалния комплекс на СССР на площадката LE -1, 1974. В центъра в първия ред - министърът на отбраната А. А. Гречко, вдясно - Н. Г. Басов, след това - министърът на отбранителната промишленост на СССР С. А. Зверев.. (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
Строителството на съоръжението започва през 1973 г. През 1974 г. работата по настройката приключва и започва изпитването на съоръжението с телескопа TG-1 на локатора LE-1. През 1975 г. по време на изпитанията е постигнато уверено местоположение на мишена от тип самолет на разстояние 100 км и започва работа по разположението на бойните глави на балистични ракети и спътници. 1978-1980 С помощта на LE-1 бяха извършени високоточни измервания на траекторията и насочване на ракети, бойни глави и космически обекти. През 1979 г. лазерният локатор LE-1 като средство за точни измервания на траекторията е приет за съвместна поддръжка на военна част 03080 (ГНИИП № 10 на Министерството на отбраната на СССР, Сари-Шаган). За създаването на локатора LE-1 през 1980 г. служителите на Централното конструкторско бюро в Луч бяха наградени с Ленинска и Държавна награда на СССР. Активна работа по локатора LE-1, вкл. с модернизацията на някои от електронните схеми и друго оборудване, продължи до средата на 80-те години. Беше извършена работа за получаване на некоординирана информация за обекти (информация за формата на обектите например). На 10 октомври 1984 г. лазерният локатор 5N26 / LE -1 измерва параметрите на целта - космическият кораб за многократна употреба Challenger (САЩ) - вижте раздела Статус по -долу за повече подробности.
TTX локатор 5N26 / LE-1:
Броят на лазерите по пътя - 196 бр.
Оптична дължина на пътеката - 70 m
Средна мощност на единицата - 2 kW
Обхват на локатора - 400 км (според проекта)
Точност на определяне на координатите:
- по обхват - не повече от 10 m (според проекта)
- на кота - няколко дъгови секунди (според проекта)
В лявата част на сателитното изображение от 29 април 2004 г., сградата на комплекса 5N26 с локатор LE-1, в долния ляв ъгъл на радара Argun. 38-то място на полигона Сари-Шаган
Телескоп TG-1 на лазерния локатор LE-1, полигон Сари-Шаган (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
Телескоп TG-1 на лазерния локатор LE-1, полигон Сари-Шаган (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Презентация. 2009).
Изследване на фотодисоциационни йодни лазери (VFDL) по програма "Terra-3".
Първият лабораторен фотодисоциационен лазер (PDL) е създаден през 1964 г. от J. V. Каспер и Г. С. Пиментел. Защото анализът показа, че създаването на свръхмощен рубинов лазер, изпомпван от флаш лампа, се оказа невъзможно, а след това през 1965 г. Н. Г. Басов и О. Н. идеята за използване на мощна и високоенергийна радиация от фронта на удара в ксенон като източник на радиация. Предполага се също, че бойната глава на балистична ракета ще бъде разбита поради реактивния ефект на бързо изпаряване под въздействието на лазера на част от корпуса на бойната глава. Такива PDL се основават на физическа идея, формулирана през 1961 г. от SG Rautian и IISobelman, които теоретично показват, че е възможно да се получат възбудени атоми или молекули чрез фотодисоциация на по-сложни молекули, когато те са облъчени с мощен (не-лазерен) светлинен поток … Работата по взривни FDL (VFDL) като част от програмата "Terra-3" стартира в сътрудничество с FIAN (VS Zuev, теория на VFDL), VNIIEF (GA Кирилов, експерименти с VFDL), Централно конструкторско бюро "Luch" с участие на ГОИ, ГИПХ и други предприятия. За кратко време пътят беше преминат от малки и средни прототипи до редица уникални високоенергийни проби от VFDL, произведени от промишлени предприятия. Характеристика на този клас лазери беше тяхната еднократна употреба - VFD лазерът експлодира по време на работа, напълно унищожен.
Схематична диаграма на операцията VFDL (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
Първите експерименти с PDL, проведени през 1965-1967 г., дават много обнадеждаващи резултати и до края на 1969 г. във VNIIEF (Саров) под ръководството на S. B. тестват PDL с импулсна енергия от стотици хиляди джаули, което е около 100 пъти по -висока от тази на всеки лазер, известен през тези години. Разбира се, не беше възможно веднага да се стигне до създаването на йодни PDL с изключително високи енергии. Тествани са различни версии на дизайна на лазерите. Решаваща стъпка в изпълнението на работещ дизайн, подходящ за получаване на високи енергии на радиация, е направен през 1966 г., когато в резултат на проучване на експерименталните данни е показано, че предложението на учените от FIAN и VNIIEF (1965) за премахване на може да се реализира кварцова стена, разделяща източника на излъчване на помпата и активната среда. Общият дизайн на лазера беше значително опростен и сведен до обвивка под формата на тръба, вътре или по външната стена на която беше разположен продълговат взривен заряд, а в краищата имаше огледала на оптичния резонатор. Този подход направи възможно проектирането и тестването на лазери с диаметър на работната кухина повече от метър и дължина десетки метри. Тези лазери са сглобени от стандартни секции с дължина около 3 m.
Малко по -късно (от 1967 г.), екип от газодинамика и лазери, ръководен от В. К. Орлов, който е сформиран в конструкторското бюро „Вимпел“и след това прехвърлен в Централното конструкторско бюро „Луч“, успешно се занимава с изследванията и проектирането на експлозивно изпомпван PDL. В хода на работата бяха разгледани десетки въпроси: от физиката на разпространението на ударни и светлинни вълни в лазерна среда до технологията и съвместимостта на материалите и създаването на специални инструменти и методи за измерване на параметрите на високо- мощно лазерно излъчване. Имаше и проблеми с експлозивната технология: работата на лазера изискваше получаване на изключително „гладка“и права предна част на ударната вълна. Този проблем е решен, проектирани са зарядите и са разработени методи за тяхната детонация, което дава възможност да се получи необходимия гладък фронт на ударната вълна. Създаването на тези VFDL даде възможност да се започнат експерименти за изследване на ефекта на лазерното лъчение с висока интензивност върху материалите и структурите на мишените. Работата на измервателния комплекс беше осигурена от Държавния оптичен институт (И. М. Белоусова).
Тестова площадка за VFD лазери VNIIEF (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
Разработване на модели за VFDL Централно конструкторско бюро "Луч" под ръководството на В. К. Орлов (с участието на VNIIEF):
- FO-32- през 1967 г. е получена импулсна енергия от 20 KJ с взривно изпомпван VFDL, търговското производство на VFDL FO-32 започва през 1973 г.;
VFD лазер FO-32 (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
- FO-21- през 1968 г. за първи път с VFDL с експлозивно изпомпване е получена енергия в импулс от 300 KJ, а също така през 1973 г. е започнато индустриалното производство на VFDL FO-21;
- F -1200 - през 1969 г. за първи път с експлозивно изпомпван VFDL е получена импулсна енергия от 1 мегаджаул. До 1971 г. проектът е завършен и през 1973 г. започва индустриалното производство на VFDL F-1200;
Вероятно прототипът на лазера F-1200 VFD е първият мегаджаулов лазер, сглобен във ВНИИЕФ, 1969 г. (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.) …
Същата WFDL, същото място и час. Измерванията показват, че това е различна рамка.
TTX VFDL:
Изследване на лазери, използващи Раманово разсейване (SRS) по програма Terra-3:
Разсейването на радиация от първите VFDL е незадоволително - два порядъка по -високо от границата на дифракция, което предотвратява доставянето на енергия на значителни разстояния. През 1966 г. Н. Г. Басов и II Собелман и колеги предлагат да се реши проблемът с помощта на двустепенна схема-двустепенен комбиниран лазер с раманово разсейване (раманов лазер), изпомпван от няколко VFDL лазера с „бедни“разпръскване. Високата ефективност на Raman лазера и високата хомогенност на активната му среда (втечнени газове) направиха възможно създаването на високоефективна двустепенна лазерна система. Изследванията на раманови лазери се ръководят от Е. М. Земсков (Централно конструкторско бюро в Луч). След изследване на физиката на раманови лазери във FIAN и VNIIEF, „екипът“на Централното конструкторско бюро в Луч през 1974-1975 г. успешно проведена на полигона Сари-Шаган в Казахстан поредица от експерименти с 2-каскадна система от серията "AZ" (FIAN, "Luch"-по-късно "Astrophysics"). Те трябваше да използват голяма оптика, изработена от специално проектиран стопен силициев диоксид, за да осигури радиационната устойчивост на изходното огледало на рамановия лазер. Растерна система с много огледала беше използвана за свързване на излъчването от VFDL лазерите към Raman лазера.
Мощността на раманов лазер AZh-4T достига 10 kJ на импулс, а през 1975 г. е тестван раманов лазер с течен кислород AZh-5T с мощност на импулса 90 kJ, бленда от 400 mm и ефективност от 70%. До 1975 г. лазерът AZh-7T е трябвало да се използва в комплекса Terra-3.
SRS-лазер върху течен кислород АЖ-5Т, 1975. Лазерният изход се вижда отпред. (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
Многоогледална растерна система, използвана за въвеждане на VDFL лъчение в раманов лазер (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
Стъклена оптика, разрушена от лазерното лъчение на Раман. Заменен с кварцова оптика с висока чистота (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
Изследване на ефекта от лазерното лъчение върху материали по програма "Terra-3":
Проведена е обширна изследователска програма за изследване на ефектите на високоенергийното лазерно лъчение върху различни обекти. Като "мишени" бяха използвани стоманени проби, различни проби от оптика и различни приложни обекти. Като цяло Б. В. Замишляев ръководи посоката на изследване на въздействието върху обектите, а А. М. Бонч-Бруевич ръководи посоката на изследване на радиационната сила на оптиката. Работата по програмата се извършва от 1968 до 1976 г.
Въздействието на VEL радиацията върху облицовъчния елемент (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
Проба от стомана с дебелина 15 см. Излагане на твърд лазер. (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
Влияние на VEL радиацията върху оптиката (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
Въздействието на високоенергиен CO2 лазер върху модел самолет, НПО Алмаз, 1976 г. (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
Изследване на високоенергийни лазери с електрически разряд по програма "Terra-3":
PDL за електрически разряд за многократна употреба изискват много мощен и компактен източник на импулсен електрически ток. Като такъв източник беше решено да се използват взривни магнитни генератори, чието разработване се извършва от екипа на VNIIEF, ръководен от А. И. Павловски за други цели. Трябва да се отбележи, че А. Д. Сахаров също е в основата на тези произведения. Експлозивните магнитни генератори (иначе те се наричат магнитокумулативни генератори), също като конвенционалните PD лазери, се разрушават по време на работа, когато зарядът им експлодира, но цената им е в пъти по-ниска от цената на лазер. Експлозивно-магнитни генератори, специално проектирани за химически фотодисоциационни лазери с електрически разряд от А. И. Павловски и колеги, допринесоха за създаването през 1974 г. на експериментален лазер с радиационна енергия на импулс около 90 kJ. Тестовете на този лазер са завършени през 1975 г.
През 1975 г. група дизайнери в Централното конструкторско бюро в Луч, ръководена от В. К. Орлов, предлагат изоставяне на експлозивни WFD лазери с двустепенна схема (SRS) и замяната им с PD лазери с електрически разряд. Това наложи следващото преразглеждане и коригиране на проекта на комплекса. Предполага се, че ще се използва FO-13 лазер с импулсна енергия от 1 mJ.
Големи лазери с електрически разряд, сглобени от VNIIEF.
Изследване на високоенергийни лазери с електронен лъч по програма "Terra-3":
Работата по честотно-импулсен лазер 3D01 от клас мегават с йонизация от електронен лъч започва в Централното конструкторско бюро „Луч“по инициатива и с участието на Н. Г. Басов и по-късно се отделя в отделна посока в ОКБ „Радуга “(по -късно - GNIILTs„ Радуга “) под ръководството на Г. Г. Долгова -Савельева. В експериментална работа през 1976 г. с CO2 лазер, контролиран с електронен лъч, е постигната средна мощност от около 500 kW при честота на повторение до 200 Hz. Използвана е схема със "затворен" газодинамичен контур. По-късно е създаден подобрен честотно-импулсен лазер KS-10 (Централно конструкторско бюро "Астрофизика", Н. В. Чебуркин).
Честотно-импулсен електроионизационен лазер 3D01. (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
Научно-експериментален стрелков комплекс 5N76 "Terra-3":
През 1966 г. конструкторското бюро „Вимпел“под ръководството на О. А. Ушаков започва разработването на проект на проект за експерименталния полигонен комплекс Terra-3. Работата по чертежа продължава до 1969 г. Военният инженер Н. Н. Шахонски е непосредствен ръководител на развитието на конструкциите. Разполагането на комплекса е планирано на мястото за противоракетна отбрана в Сари-Шаган. Комплексът е предназначен за провеждане на експерименти за унищожаване на бойни глави на балистични ракети с високоенергийни лазери. Проектът на комплекса е многократно коригиран в периода от 1966 до 1975 година. От 1969 г. проектирането на комплекса Terra-3 се извършва от Централното конструкторско бюро в Луч под ръководството на М. Г. Васин. Комплексът трябваше да бъде създаден с помощта на двустепенен раманов лазер с основния лазер, разположен на значително разстояние (около 1 км) от системата за насочване. Това се дължи на факта, че при VFD лазерите, при излъчване, е трябвало да се използват до 30 тона експлозив, което би могло да повлияе на точността на системата за насочване. Също така беше необходимо да се гарантира липсата на механично действие на фрагменти от VFD лазери. Излъчването от раманов лазер към системата за насочване е трябвало да се предава през подземен оптичен канал. Той трябваше да използва лазера AZh-7T.
През 1969 г. в ГНИИП No 10 на Министерството на отбраната на СССР (военна част 03080, полигон за противоракетна отбрана „Сари-Шаган“) на площадка No 38 (военна част 06544) започва изграждането на съоръжения за експериментална работа по лазерни теми. През 1971 г. строителството на комплекса е временно преустановено по технически причини, но през 1973 г., вероятно след коригиране на проекта, то е възобновено.
Техническите причини (според източника - Зарубин П. В. "Академик Басов …") се състоят в това, че при микронна дължина на вълната на лазерното излъчване е практически невъзможно да се фокусира лъча върху относително малка площ. Тези. ако целта е на разстояние повече от 100 км, тогава естествената ъглова дивергенция на оптичното лазерно излъчване в атмосферата в резултат на разсейване е 0 0001 градуса. Това е установено в Института по атмосферна оптика към Сибирския клон на Академията на науките на СССР в Томск, специално създаден, за да осигури изпълнението на програмата за създаване на лазерно оръжие, която се ръководи от акад. В. Е. Зуев. От това следва, че петното на лазерната радиация на разстояние 100 км ще има диаметър най -малко 20 метра, а енергийната плътност на площ от 1 кв. См при обща енергия на лазерния източник от 1 MJ ще бъде по -малка от 0,1 J / cm2. Това е твърде малко - за да се удари ракета (за да се създаде дупка от 1 cm2 в нея, да се намали налягането), са необходими повече от 1 kJ / cm2. И ако първоначално трябваше да се използват VFD лазери в комплекса, след като идентифицираха проблема с фокусирането на лъча, разработчиците започнаха да се насочват към използването на двустепенни комбинирани лазери на базата на раманово разсейване.
Проектирането на системата за насочване е извършено от ГОИ (П. П. Захаров) съвместно с LOMO (Р. М. Кашерининов, Б. Я. Гутников). Високоточната ротационна опора е създадена в завода в Болшевик. Високоточни задвижвания и редуктори без люфти за въртящи се лагери са разработени от Централния изследователски институт по автоматизация и хидравлика с участието на Московския държавен технически университет Бауман. Основният оптичен път беше направен изцяло върху огледала и не съдържаше прозрачни оптични елементи, които биха могли да бъдат унищожени от радиация.
През 1975 г. група дизайнери в Централното конструкторско бюро в Луч, ръководена от В. К. Орлов, предлагат изоставяне на експлозивни WFD лазери с двустепенна схема (SRS) и замяната им с PD лазери с електрически разряд. Това наложи следващото преразглеждане и коригиране на проекта на комплекса. Предполага се, че ще се използва FO-13 лазер с импулсна енергия от 1 mJ. В крайна сметка съоръженията с бойни лазери никога не са били завършени и въведени в експлоатация. Изградена е и се използва само системата за насочване на комплекса.
Академикът на Академията на науките на СССР Б. В. Бункин (НПО Алмаз) е назначен за генерален конструктор на експериментални работи на „обект 2506“(комплекс от оръжия за зенитна отбрана „Омега“- CWS PSO), на „обект 2505“(CWS ABM и ПКО "Тера -3") - член -кореспондент на Академията на науките на СССР Н. Д. Устинов ("Централно конструкторско бюро" Луч "). Научен ръководител - вицепрезидент на Академията на науките на СССР академик Е. П. Велихов. От военна част 03080 от анализиране на функционирането на първите прототипи на лазерни средства за ПСО и противоракетна отбрана се ръководи от началника на 4-то отделение на 1-ви отдел, инженер-подполковник Г. И. Семенихин. От 4-ти ГУМО от 1976 г., контрол на разработването и тестването на оръжия и военна техника на нови физически принципи, използващи лазери, беше извършено от началника на отдела, който стана лауреат през 1980 г. Ленинска награда за този цикъл на работа, полковник Ю. В. Рубаненко. Строителството беше в ход на „обект 2505“(„Тера 3 "), на първо място, на контролно -огневата позиция (КОП) 5Ж16К и в зони" G "и" D ". Още през ноември 1973 г. в КОП е проведена първата експериментална бойна операция. работа в условията на депото. През 1974 г., за да обобщим извършената работа по създаването на оръжия на нови физически принципи, на полигона в „Зона G“беше организирана изложба, показваща най -новите инструменти, разработени от цялата индустрия на СССР в тази област. Изложбата беше посетена от министъра на отбраната на СССР Маршал на Съветския съюз А. А. Гречко. Бойната работа се извършваше със специален генератор. Бойният екипаж се ръководеше от подполковник И. В. Никулин. За първи път на мястото за изпитване мишена с размер на монета от пет копейки беше ударена от лазер на малък обсег.
Първоначалният проект на комплекса Terra-3 през 1969 г., окончателният проект през 1974 г. и обемът на внедрените компоненти на комплекса. (Зарубин П. В., Полски С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011).
Успехите постигнаха ускорена работа по създаването на експериментален боен лазерен комплекс 5N76 "Terra-3". Комплексът се състоеше от сграда 41 / 42V (южна сграда, понякога наричана "41-ви обект"), в която се помещаваше командно-изчислителен център, базиран на три компютъра М-600, точен лазерен локатор 5N27-аналог на LE-1 / 5N26 лазерен локатор (виж по -горе), система за предаване на данни, универсална система за време, система от специално техническо оборудване, комуникации, сигнализация. Пробните работи по това съоръжение бяха извършени от 5 -то отделение на 3 -ти изпитателен комплекс (началник на отдела, полковник И. В. Никулин). На комплекса 5N76 обаче тясното място беше изоставането в развитието на мощен специален генератор за изпълнение на техническите характеристики на комплекса. Беше решено да се инсталира експериментален генераторен модул (симулатор с CO2 лазер?) С постигнатите характеристики за тестване на бойния алгоритъм. За този модул беше необходимо да се построи сграда 6А (сграда юг-север, понякога наричана "Тера-2") недалеч от сграда 41 / 42В. Проблемът със специалния генератор така и не беше решен. Структурата за бойния лазер е издигната на север от „Обект 41“, тунел с комуникации и система за предаване на данни води до него, но монтажът на бойния лазер не е извършен.
Лазерната инсталация с експериментален обхват се състои от действителните лазери (рубин - масив от 19 рубинени лазери и CO2 лазер), система за насочване и ограничаване на лъча, информационен комплекс, предназначен да осигури работата на системата за насочване, както и високоточен лазерен локатор 5H27, предназначен за точно определяне на координатните цели. Възможностите на 5N27 направиха възможно не само да се определи обхватът до целта, но и да се получат точни характеристики по траекторията му, формата на обекта, неговия размер (некоординирана информация). С помощта на 5N27 бяха извършени наблюдения на космически обекти. Комплексът провежда тестове за ефекта на радиацията върху целта, насочвайки лазерния лъч към целта. С помощта на комплекса бяха проведени изследвания за насочване на лъча на лазер с ниска мощност към аеродинамични цели и за изучаване на процесите на разпространение на лазерен лъч в атмосферата.
Тестовете на системата за насочване започнаха през 1976-1977 г., но работата по основните лазери за изстрелване не напусна етапа на проектиране и след поредица от срещи с министъра на отбранителната промишленост на СССР С. А. Зверев беше решено да се затвори Terra - 3 ". През 1978 г. със съгласието на Министерството на отбраната на СССР програмата за създаване на комплекса 5N76 "Terra-3" е официално затворена.
Инсталацията не е пусната в експлоатация и не работи напълно, не решава бойни задачи. Строителството на комплекса не беше напълно завършено - системата за насочване беше инсталирана изцяло, бяха инсталирани спомагателните лазери на локатора на системата за насочване и симулатора на силовия лъч. До 1989 г. работата по лазерни теми започва да се ограничава. През 1989 г. по инициатива на Велихов инсталацията Terra-3 е показана на група американски учени.
Схема на строителство 41 / 42V на комплекс 5N76 "Тера-3".
Основната част от сградата 41 / 42B на комплекса 5H76 "Terra-3" е телескопът на системата за насочване и защитния купол, снимката е направена при посещение на съоръжението от американската делегация, 1989 г.
Системата за насочване на комплекса „Тера-3“с лазерен локатор (Зарубин П. В., Полских С. В. От историята на създаването на високоенергийни лазери и лазерни системи в СССР. Презентация. 2011 г.).
Състояние: СССР
- 1964 г. - Н. Г. Басов и О. Н. Крохин формулират идеята за удряне на GS BR с лазер.
- есента на 1965 г. - писмо до ЦК на КПСС за необходимостта от експериментално проучване на лазерната противоракетна отбрана.
- 1966 г. - началото на работа по програма Тера -3.
- 10 октомври 1984 г. - лазерният локатор 5N26 / LE -1 измерва параметрите на целта - космически кораб за многократна употреба Challenger (САЩ). През есента на 1983 г. маршалът на Съветския съюз Д. Ф. Устинов предложи командирът на войските по ПРО и ПКО Ю. Вотинцев да използва лазерен комплекс, който да придружава „совалката“. По това време екип от 300 специалисти извършваше подобрения в комплекса. Това съобщи Ю. Вотинцев на министъра на отбраната. На 10 октомври 1984 г., по време на 13-ия полет на совалката Challenger (САЩ), когато орбиталните й орбити се провеждат в района на полигона Сари-Шаган, експериментът се провежда, когато лазерната инсталация работи в откриването режим с минимална мощност на излъчване. Орбиталната надморска височина на космическия кораб по това време е 365 км, наклоненият обхват на откриване и проследяване е 400-800 км. Точното обозначение на целта на лазерната инсталация беше издадено от радарния измервателен комплекс Аргун.
Както екипажът на Challenger съобщи по -късно, по време на полета над района на Балхаш, корабът внезапно прекъсна комуникацията, имаше неизправности в оборудването и самите астронавти се почувстваха зле. Американците започнаха да го решават. Скоро те разбраха, че екипажът е бил подложен на някакво изкуствено влияние от СССР и обявиха официален протест. Въз основа на хуманни съображения в бъдеще лазерната инсталация и дори част от радиотехническите комплекси на полигона, които имат висок енергиен потенциал, не са били използвани за придружител на совалките. През август 1989 г. част от лазерна система, предназначена да насочи лазер към обект, беше показана на американската делегация.
