Forskningsprogram for højenergilasere med henblik på missilforsvar / videnskabeligt og eksperimentelt kompleks. Ideen om at bruge en højenergilaser til at ødelægge ballistiske missiler på slutpunktet af sprænghoveder blev formuleret i 1964 af NG Basov og ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). I efteråret 1965 sendte N. G. Basov, videnskabelig direktør for VNIIEF Yu. B. Khariton, vicedirektør for GOI for videnskabeligt arbejde E. N. Tsarevsky og chefdesigner for Vympel designbureau G. V. Kisunko en note til CPSU's centraludvalg. om den grundlæggende mulighed for at ramme sprænghoveder på ballistiske missiler med laserstråling og foreslog at implementere et passende eksperimentelt program. Forslaget blev godkendt af CPSU's centraludvalg, og arbejdsprogrammet for oprettelse af en laserskydningsenhed til missilforsvarsopgaver, udarbejdet i fællesskab af OKB Vympel, FIAN og VNIIEF, blev godkendt ved en regeringsbeslutning i 1966.
Forslagene var baseret på LPI's undersøgelse af højenergifotodissociationslasere (PDL'er) baseret på organiske iodider og VNIIEF's forslag om at "pumpe" PDL'er i lyset af en stærk stødbølge, der blev skabt i en inaktiv gas ved en eksplosion. " State Optical Institute (GOI) har også tilsluttet sig arbejdet. Programmet fik navnet "Terra-3" og omfattede fremstilling af lasere med en energi på mere end 1 MJ samt oprettelse af et videnskabeligt og eksperimentelt affyringslaserkompleks (NEC) 5N76 på deres basis på Balkhash-træningsbanen, hvor ideerne om et lasersystem til missilforsvar skulle testes under naturlige forhold. N. G. Basov blev udnævnt til videnskabelig vejleder for "Terra-3" -programmet.
I 1969, fra Vympel Design Bureau, skilte SKB-teamet sig ud fra hvilket Luch Central Design Bureau (senere NPO Astrophysics) blev dannet, som blev betroet implementeringen af Terra-3-programmet.
Rester af konstruktion 41 / 42B med et 5H27 laserlokeringskompleks af et 5H76 "Terra-3" affyringskompleks, foto 2008
Videnskabeligt eksperimentelt kompleks "Terra-3" ifølge amerikanske ideer. I USA troede man, at komplekset var beregnet til antisatellitmål med overgangen til missilforsvar i fremtiden. Tegningen blev først præsenteret af den amerikanske delegation ved forhandlingerne i Genève i 1978. Udsigt fra sydøst.
Teleskop TG-1 for LE-1 laserlokatoren, Sary-Shagan teststed (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Terra-3-programmet omfattede:
- Grundforskning inden for laserfysik;
- Udvikling af laserteknologi;
- Udvikling og test af "store" eksperimentelle laser "maskiner";
- Undersøgelser af interaktionen mellem kraftig laserstråling og materialer og bestemmelse af sårbarheden af militært udstyr;
- Undersøgelse af spredning af kraftig laserstråling i atmosfæren (teori og eksperiment);
- Forskning i laseroptik og optiske materialer og udvikling af "power" optiske teknologier;
- Arbejder inden for laser spænder;
- Udvikling af metoder og teknologier til laserstrålevejledning;
- Oprettelse og konstruktion af nye videnskabelige, design-, produktions- og testinstitutter og virksomheder;
- Uddannelse af bachelor- og kandidatstuderende inden for laserfysik og teknologi.
Arbejde under Terra-3-programmet udviklet i to hovedretninger: laserafstand (inklusive problemet med målvalg) og laserødelæggelse af sprænghoveder på ballistiske missiler. Arbejdet med programmet blev indledt af følgende præstationer: i 1961.den egentlige idé om at oprette fotodissociationslasere opstod (Rautian og Sobelman, FIAN), og i 1962 begyndte undersøgelser af laserinterval på OKB Vympel sammen med FIAN, og det blev også foreslået at bruge strålingen fra stødbølgefronten til optiske pumpning af laseren (Krokhin, FIAN, 1962 G.). I 1963 begyndte Vympel Design Bureau at udvikle et projekt til LE-1 laserlokatoren. Efter begyndelsen af arbejdet med Terra-3-programmet er følgende stadier blevet bestået i løbet af flere år:
- 1965 - forsøg med højenergifotodissociationslasere (VFDL) begyndte, en effekt på 20 J blev opnået (FIAN og VNIIEF);
- 1966 - pulsenergi på 100 J blev opnået med VFDL;
- 1967 - et skematisk diagram over den eksperimentelle laserlokalisator LE -1 (OKB "Vympel", FIAN, GOI) blev valgt;
- 1967 - pulsenergi på 20 KJ blev opnået med VFDL;
- 1968 - pulsenergi på 300 KJ blev opnået med VFDL;
- 1968 - arbejdet begyndte med et program til undersøgelse af laserstrålingens effekter på genstande og materielle sårbarheder, programmet blev afsluttet i 1976;
- 1968 - forskning og oprettelse af HF-, CO2-, CO -lasere med høj energi begyndte (FIAN, Luch - Astrophysics, VNIIEF, GOI osv.), Arbejdet blev afsluttet i 1976.
- 1969 - med VFDL modtaget en energi i en puls på ca. 1 MJ;
- 1969 - udviklingen af LE -1 lokaliseringen blev afsluttet, og dokumentationen blev frigivet;
- 1969 - udviklingen af en fotodissociationslaser (PDL) med pumpning ved stråling af en elektrisk afladning blev startet;
- 1972 - for at udføre eksperimentelt arbejde med lasere (uden for "Terra -3" -programmet) blev det besluttet at oprette et interdepartementalt forskningscenter for OKB "Raduga" med et laserområde (senere - CDB "Astrofysik").
- 1973- den industrielle produktion af VFDL blev startet- FO-21, F-1200, FO-32;
-1973-på teststedet Sary-Shagan begyndte installationen af et eksperimentelt laserkompleks med en LE-1 lokalisator, udviklingen og afprøvningen af LE-1 begyndte;
- 1974 - SRS -tilføjere til AZ -serien blev oprettet (FIAN, "Luch" - "Astrophysics");
- 1975 - der blev oprettet en kraftfuld elektrisk pumpet PDL, strøm - 90 KJ;
- 1976 - en 500 kW elektroionisering CO2 -laser blev oprettet (Luch - Astrophysics, FIAN);
- 1978 - LE -1 -lokalisatoren blev testet med succes, test blev udført på fly, sprænghoveder med ballistiske missiler og satellitter;
- 1978 - på basis af Central Design Bureau "Luch" og MNIC OKB "Raduga" blev NPO "Astrophysics" dannet (uden for "Terra -3" -programmet), generaldirektør - IV Ptitsyn, General Designer - ND Ustinov (søn af D. F. Ustinov).
Besøget af forsvarsministeren i USSR D. F. Ustinov og akademikeren A. P. Aleksandrov til OKB "Raduga", slutningen af 1970'erne. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
FIAN undersøgte et nyt fænomen inden for ikke -lineær laseroptik - bølgefront reversering af stråling. Dette er en stor opdagelse
tilladt i fremtiden i en helt ny og meget vellykket tilgang til løsning af en række problemer inden for fysik og teknologi for lasere med høj effekt, primært problemerne med at danne en ekstremt smal stråle og dens ultrapræcise målretning mod et mål. For første gang var det i Terra-3-programmet, at specialister fra VNIIEF og FIAN foreslog at bruge wavefront-reversering til at målrette og levere energi til et mål.
I 1994 sagde NG Basov, der besvarede et spørgsmål om resultaterne af Terra-3 laserprogrammet:”Nå, vi fastslog fast, at ingen kan skyde ned
et ballistisk missil sprænghoved med en laserstråle, og vi har gjort store fremskridt inden for lasere … “.
Akademiker E. Velikhov taler i det videnskabelige og tekniske råd. I den første række, i lysegrå, er AM Prokhorov den videnskabelige vejleder for "Omega" -programmet. Slutningen af 1970'erne. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Delprogrammer og forskningsretninger "Terra-3":
Kompleks 5N26 med en laserlokalisator LE-1 under Terra-3-programmet:
Laserlokalternes potentielle mulighed for at levere en særlig høj nøjagtighed af målinger af målpositionen blev undersøgt på Vympel Design Bureau siden 1962. -Industrikommissionen (MIC, regeringsorganet for det militærindustrielle kompleks i USSR) blev præsenteret et projekt om at oprette en eksperimentel laserlokator til missilforsvar, som modtog kodenavnet LE-1. Beslutningen om at oprette en eksperimentel installation på Sary-Shagan-teststedet med en rækkevidde på op til 400 km blev godkendt i september 1963. I 1964-1965. projektet blev udviklet på Vympel Design Bureau (G. E. Tikhomirovs laboratorium). Designet af radarens optiske systemer blev udført af State Optical Institute (laboratorium af P. P. Zakharov). Byggeriet af anlægget begyndte i slutningen af 1960'erne.
Projektet var baseret på FIAN's arbejde med forskning og udvikling af rubinlasere. Lokatoren skulle søge efter mål på kort tid i "fejlfeltet" på radarerne, hvilket gav målbetegnelsen til laserlokatoren, hvilket krævede meget høje gennemsnitlige lasereffekter på det tidspunkt. Det endelige valg af lokaliseringsstrukturen afgjorde den virkelige tilstand af arbejdet med rubinlasere, hvis parametre i praksis viste sig at være betydeligt lavere end dem, der oprindeligt antoges: den gennemsnitlige effekt af en laser i stedet for den forventede 1 kW var i disse år omkring 10 W. Eksperimenter udført i laboratoriet hos N. G. Basov ved Lebedev Physical Institute viste, at det kun er muligt at øge effekten ved successivt at forstærke lasersignalet i en kæde (kaskade) af laserforstærkere op til et vist niveau. For kraftig stråling ødelagde selve laserkrystallerne. Vanskeligheder opstod også forbundet med termo-optiske forvrængninger af stråling i krystaller. I denne henseende var det nødvendigt at installere i radaren ikke én, men 196 lasere skiftevis med en frekvens på 10 Hz med en energi pr. Puls på 1 J. 2 kW. Dette førte til en betydelig komplikation af hans skema, som var flervej både ved udsendelse og registrering af et signal. Det var nødvendigt at oprette højpræcise højhastighedsoptiske enheder til dannelse, omskiftning og vejledning af 196 laserstråler, som bestemte søgefeltet i målrummet. I lokaliseringsmodtageren blev der brugt en række 196 196 specialdesignede PMT'er. Opgaven blev kompliceret af fejl forbundet med store, bevægelige optisk-mekaniske systemer i teleskopet og optisk-mekaniske kontakter på lokalisatoren samt med forvrængninger indført af atmosfæren. Den samlede længde af lokalisatorens optiske vej nåede 70 m og omfattede mange hundrede optiske elementer - linser, spejle og plader, herunder bevægelige, hvis indbyrdes justering skulle opretholdes med den højeste nøjagtighed.
Overførsel af lasere til LE-1-lokalisatoren, Sary-Shagan-teststedet (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
En del af den optiske vej for LE-1 laserlokatoren, Sary-Shagan teststedet (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
I 1969 blev LE-1-projektet overført til Luch Central Design Bureau i USSR Ministeriet for Forsvarsindustri. ND Ustinov blev udnævnt til chefdesigner for LE-1. 1970-1971 udviklingen af LE-1 lokaliseringen blev afsluttet som en helhed. Et bredt samarbejde mellem forsvarsindustrivirksomheder deltog i oprettelsen af lokalisatoren: ved indsatsen fra LOMO og Leningrad-anlægget "Bolshevik" blev der skabt en unik i form af komplekse parametre, teleskop TG-1 til LE-1, chefdesigneren af teleskopet var BK Ionesiani (LOMO). Dette teleskop med en hovedspejldiameter på 1,3 m gav en høj optisk kvalitet af laserstrålen, når den kørte med hastigheder og accelerationer hundredvis af gange højere end klassiske astronomiske teleskoper. Mange nye radarenheder blev oprettet: højhastigheds-præcisionsscanning og koblingssystemer til styring af laserstrålen, fotodetektorer, elektroniske signalbehandlings- og synkroniseringsenheder og andre enheder. Styringen af lokalisatoren foregik automatisk ved hjælp af computerteknologi; lokalisatoren var forbundet til radarstationerne i polygonen ved hjælp af digitale datatransmissionslinjer.
Med deltagelse af Geofizika Central Design Bureau (D. M. Khorol) blev der udviklet en lasersender, der omfattede 196 lasere, der var meget avancerede på det tidspunkt, et system til køling og strømforsyning. For LE-1 blev produktionen af laser Rubin-krystaller af høj kvalitet, ikke-lineære KDP-krystaller og mange andre elementer organiseret. Ud over ND Ustinov blev udviklingen af LE-1 ledet af OA Ushakov, G. E. Tikhomirov og SV Bilibin.
Lederne af Sovjetunionens militærindustrielle kompleks på Sary -Shagan træningsbane, 1974. I midten med briller - forsvarsminister i USSR SA Zverev, til venstre - forsvarsminister AA Grechko og hans stedfortræder Yepishev, anden fra venstre - NG. Bas. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO "Astrophysics". Præsentation. 2009).
Lederne af USSR's forsvarsindustrielle kompleks på LE -1 -stedet, 1974. I midten i første række - forsvarsminister A. A. Grechko, til højre for ham - N. G. Basov, dengang - forsvarsminister i USSR S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Opførelsen af anlægget begyndte i 1973. I 1974 blev justeringsarbejdet afsluttet, og afprøvningen af anlægget med TG-1-teleskopet til LE-1-lokalisatoren begyndte. I 1975 blev der under testene opnået en sikker placering af et fly af typen fly i en afstand af 100 km, og arbejdet begyndte med placeringen af sprænghoveder for ballistiske missiler og satellitter. 1978-1980 Ved hjælp af LE-1 blev der foretaget meget præcise banemålinger og vejledning af missiler, sprænghoveder og rumgenstande. I 1979 blev LE-1 laserlokatoren som et middel til nøjagtige banemålinger accepteret til fælles vedligeholdelse af militærenhed 03080 (GNIIP nr. 10 fra USSR's forsvarsministerium, Sary-Shagan). Ved oprettelsen af LE-1-lokalisatoren i 1980 blev medarbejderne ved Luch Central Design Bureau tildelt Lenin- og statspriserne i USSR. Aktivt arbejde på LE-1-lokalisatoren, inkl. med moderniseringen af nogle af de elektroniske kredsløb og andet udstyr, fortsatte indtil midten af 1980'erne. Der blev arbejdet med at indhente ikke-koordinerede oplysninger om objekter (f.eks. Oplysninger om formen på objekter). Den 10. oktober 1984 målte 5N26 / LE -1 laserlokatoren parametrene for målet - Challenger genanvendelige rumfartøj (USA) - se afsnittet Status nedenfor for flere detaljer.
TTX-lokalisator 5N26 / LE-1:
Antallet af lasere i stien - 196 stk.
Optisk sti længde - 70 m
Enhedens gennemsnitlige effekt - 2 kW
Lokaliserings rækkevidde - 400 km (ifølge projektet)
Koordinatbestemmelsesnøjagtighed:
- efter rækkevidde - ikke mere end 10 m (ifølge projektet)
- i højde - flere lysbuesekunder (ifølge projektet)
I venstre del af satellitbilledet dateret 29. april 2004, bygningen af 5N26-komplekset med LE-1-lokalisatoren, nederst til venstre på Argun-radaren. 38. sted for Sary-Shagan-polygonen
Teleskop TG-1 for LE-1 laserlokatoren, Sary-Shagan teststed (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Teleskop TG-1 for LE-1 laserlokatoren, Sary-Shagan teststed (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Præsentation. 2009).
Undersøgelse af fotodissociationsjodlasere (VFDL) under "Terra-3" -programmet.
Den første laboratoriefotodissociationslaser (PDL) blev oprettet i 1964 af J. V. Kasper og G. S. Pimentel. Fordi analyse viste, at oprettelsen af en superkraftig rubinlaser pumpet af en blitzlampe viste sig at være umulig, så i 1965 N. G. Basov og O. N. ideen om at bruge højeffekt- og højenergistråling fra stødfronten i xenon som strålingskilde. Det blev også antaget, at et ballistisk missils sprænghoved ville blive besejret på grund af den reaktive effekt af hurtig fordampning under indflydelse af laseren af en del af sprænghovedets skal. Sådanne PDL'er er baseret på en fysisk idé formuleret tilbage i 1961 af SG Rautian og IISobelman, der teoretisk viste, at det er muligt at opnå ophidsede atomer eller molekyler ved fotodissociation af mere komplekse molekyler, når de bestråles med en kraftig (ikke-laser) lysstrøm … Arbejdet med eksplosiv FDL (VFDL) som en del af "Terra-3" -programmet blev lanceret i samarbejde med FIAN (VS Zuev, teori om VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, eksperimenter med VFDL), Central Design Bureau "Luch" med deltagelse af GOI, GIPH og andre virksomheder. På kort tid blev stien overført fra små og mellemstore prototyper til en række unikke højenergi-VFDL-prøver produceret af industrielle virksomheder. Et træk ved denne klasse af lasere var deres disponibilitet - VFD -laseren eksploderede under drift, fuldstændig ødelagt.
Skematisk diagram over VFDL-operationen (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
De første forsøg med PDL, udført i 1965-1967, gav meget opmuntrende resultater, og i slutningen af 1969 på VNIIEF (Sarov) under ledelse af S. B. testede PDL'er med en pulsenergi på hundredtusinder af joule, hvilket var ca. 100 gange højere end for enhver laser kendt i disse år. Det var naturligvis ikke umiddelbart muligt at komme til oprettelse af jod PDL'er med ekstremt høje energier. Forskellige versioner af design af lasere er blevet testet. Et afgørende skridt i implementeringen af et brugbart design, der er egnet til opnåelse af høje strålingsenergier, blev foretaget i 1966, da det som et resultat af undersøgelse af de eksperimentelle data blev vist, at forslaget fra FIAN og VNIIEF -forskerne (1965) om at fjerne kvartsvæg, der adskiller pumpens strålingskilde og det aktive miljø, kan implementeres. Den generelle udformning af laseren blev væsentligt forenklet og reduceret til en skal i form af et rør, inden i eller på ydervæggen, hvoraf en forlænget eksplosiv ladning var placeret, og i enderne var der spejle af den optiske resonator. Denne fremgangsmåde gjorde det muligt at designe og teste lasere med en hulrumsdiameter på mere end en meter og en længde på titalls meter. Disse lasere blev samlet fra standard sektioner omkring 3 m lange.
Lidt senere (siden 1967) var et team af gasdynamik og lasere under ledelse af VK Orlov, som blev dannet på Vympel Design Bureau og derefter overført til Luch Central Design Bureau, med succes engageret i forskning og design af en eksplosivt pumpet PDL. I løbet af arbejdet blev der diskuteret snesevis af spørgsmål: fra fysikken i spredning af stød og lysbølger i et lasermedium til teknologien og kompatibiliteten af materialer og oprettelsen af specielle værktøjer og metoder til måling af parametre for høj- laserstråling. Der var også spørgsmål om eksplosionsteknologi: Betjeningen af laseren krævede opnåelse af en ekstremt "glat" og lige front af stødbølgen. Dette problem blev løst, anklagerne blev designet og metoder til deres detonation blev udviklet, hvilket gjorde det muligt at opnå den nødvendige glatte front af stødbølgen. Oprettelsen af disse VFDL'er gjorde det muligt at påbegynde eksperimenter for at studere effekten af højintensitets laserstråling på mål og materialer. Målekompleksets arbejde blev leveret af State Optical Institute (IM Belousova).
Teststed for VFD-lasere VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Udvikling af modeller til VFDL Central Design Bureau "Luch" under ledelse af V. K. Orlov (med deltagelse af VNIIEF):
- FO-32- i 1967 blev en pulsenergi på 20 KJ opnået med en eksplosiv pumpet VFDL, kommerciel produktion af VFDL FO-32 begyndte i 1973;
VFD-laser FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
- FO-21- i 1968, for første gang med VFDL med eksplosiv pumpning, blev der opnået en energi i en puls på 300 KJ, og også i 1973 blev den industrielle produktion af VFDL FO-21 startet;
- F -1200 - i 1969, for første gang med en eksplosivt pumpet VFDL, blev en pulsenergi på 1 megajoule opnået. I 1971 var designet færdigt, og i 1973 blev den industrielle produktion af VFDL F-1200 startet;
Sandsynligvis er prototypen på F-1200 VFD-laseren den første megajoule-laser, samlet på VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i USSR. Præsentation. 2011) …
Samme WFDL, samme sted og tid. Målinger viser, at dette er en anden ramme.
TTX VFDL:
Undersøgelse af lasere ved hjælp af Raman-spredning (SRS) under Terra-3-programmet:
Spredningen af stråling fra de første VFDL'er var utilfredsstillende - to størrelsesordener højere end diffraktionsgrænsen, hvilket forhindrede levering af energi over betydelige afstande. I 1966 foreslog NG Basov og II Sobel'man og kolleger at løse problemet ved hjælp af en totrinsordning-en to-trins Raman-spredningskombineringslaser (Raman-laser), pumpet af flere VFDL-lasere med “dårlig” spredning. Den høje effektivitet af Raman-laseren og den høje homogenitet af dets aktive medium (flydende gasser) gjorde det muligt at oprette et yderst effektivt totrinslasersystem. Undersøgelsen af Raman -lasere blev overvåget af EM Zemskov (Luch Central Design Bureau). Efter at have undersøgt fysikken i Raman-lasere hos FIAN og VNIIEF, "teamet" for Luch Central Design Bureau i 1974-1975. succesfuldt udført på Sary-Shagan teststedet i Kasakhstan en række eksperimenter med et 2-kaskadesystem i "AZ" -serien (FIAN, "Luch"-senere "Astrofysik"). De var nødt til at bruge stor optik fremstillet af specialdesignet smeltet siliciumdioxid for at sikre strålingsresistensen af outputspejlet på Raman -laseren. Et multi-mirror raster-system blev brugt til at koble strålingen fra VFDL-laserne til Raman-laseren.
AZh-4T Raman-laserens effekt nåede 10 kJ pr. Puls, og i 1975 blev en Raman-laser AZh-5T med flydende oxygen testet med en pulseffekt på 90 kJ, en blænde på 400 mm og en effektivitet på 70%. Indtil 1975 skulle AZh-7T-laseren bruges i Terra-3-komplekset.
SRS-laser på flydende oxygen AZh-5T, 1975. Laserudgangsåbningen ses foran. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Multi-mirror raster system, der bruges til at indføre VDFL-stråling i en Raman-laser (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Glasoptik ødelagt af Raman -laserstråling. Erstattet med kvartsoptik med høj renhed (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Undersøgelse af laserstrålingens effekt på materialer under "Terra-3" -programmet:
Et omfattende forskningsprogram er blevet gennemført for at undersøge virkningerne af højenergielaserstråling på en række forskellige objekter. Stålprøver, forskellige optikprøver og forskellige anvendte objekter blev brugt som "mål". Generelt ledte B. V. Zamyshlyaev retningen af undersøgelser af indvirkningen på objekter, og A. M. Bonch-Bruevich ledede forskningsretningen om optikens strålingsstyrke. Arbejdet med programmet blev udført fra 1968 til 1976.
VEL-strålingens indvirkning på beklædningselementet (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Stålprøve 15 cm tyk. Eksponering for solid-state laser. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Indflydelse af VEL-stråling på optik (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Virkningen af en højenergi CO2-laser på et modelfly, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Undersøgelse af højenergi-elektriske afladningslasere under "Terra-3" -programmet:
Genanvendelige PDL'er til elektrisk afladning krævede en meget kraftfuld og kompakt pulserende elektrisk strømkilde. Som en sådan kilde blev det besluttet at bruge eksplosive magnetiske generatorer, hvis udvikling blev udført af VNIIEF -teamet ledet af A. I. Pavlovsky til andre formål. Det skal bemærkes, at AD Sakharov også var oprindelsen til disse værker. Eksplosive magnetiske generatorer (ellers kaldes de magneto-kumulative generatorer), ligesom konventionelle PD-lasere, ødelægges under drift, når deres ladning eksploderer, men deres omkostninger er mange gange lavere end omkostningerne ved en laser. Eksplosivt-magnetiske generatorer, specielt designet til kemiske fotodissociationslasere med elektrisk afladning af A. I. Pavlovsky og kolleger, bidrog til oprettelsen i 1974 af en eksperimentel laser med en strålingsenergi pr. Puls på ca. 90 kJ. Testen af denne laser blev afsluttet i 1975.
I 1975 foreslog en gruppe designere ved Luch Central Design Bureau, ledet af VK Orlov, at opgive eksplosive WFD-lasere med en to-trins ordning (SRS) og erstatte dem med PD-lasere med elektrisk afladning. Dette krævede den næste revision og justering af kompleksets projekt. Det skulle bruge en FO-13-laser med en pulsenergi på 1 mJ.
Store elektriske udladningslasere samlet af VNIIEF.
Undersøgelse af elektroner med høj energi elektronstråle-kontrollerede lasere under programmet "Terra-3":
Arbejdet med en frekvenspulslaser 3D01 af en megawatt-klasse med ionisering af en elektronstråle begyndte på Central Design Bureau "Luch" på initiativ og med deltagelse af NG Basov og senere spinnede af i en separat retning ved OKB "Raduga "(senere - GNIILTs" Raduga ") under ledelse af G. G. Dolgova -Savelyeva. I et eksperimentelt arbejde i 1976 med en elektronstråle-styret CO2-laser blev en gennemsnitlig effekt på omkring 500 kW opnået ved en gentagelseshastighed på op til 200 Hz. Et skema med en "lukket" gasdynamisk sløjfe blev brugt. Senere blev der oprettet en forbedret frekvenspulslaser KS-10 (Central Design Bureau "Astrophysics", NV Cheburkin).
Frekvenspuls elektroioniseringslaser 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Videnskabeligt og eksperimentelt skydekompleks 5N76 "Terra-3":
I 1966 begyndte Vympel Design Bureau under ledelse af OA Ushakov udviklingen af et udkast til design til Terra-3-eksperimentelt polygonkompleks. Arbejdet med designudkastet fortsatte indtil 1969. Militæringeniøren NN Shakhonsky var den umiddelbare vejleder for udviklingen af strukturerne. Udplaceringen af komplekset var planlagt på missilforsvarsstedet i Sary-Shagan. Komplekset var beregnet til at udføre eksperimenter med ødelæggelse af sprænghoveder på ballistiske missiler med højenergilasere. Kompleksets projekt blev gentagne gange korrigeret i perioden fra 1966 til 1975. Siden 1969 har designet af Terra-3-komplekset været udført af Luch Central Design Bureau under ledelse af MG Vasin. Komplekset skulle være oprettet ved hjælp af en to-trins Raman-laser med hovedlaseren placeret i en betydelig afstand (ca. 1 km) fra styresystemet. Dette skyldtes, at det i VFD -lasere, når det udsendte, skulle bruge op til 30 tons eksplosiv, hvilket kunne have indflydelse på styresystemets nøjagtighed. Det var også nødvendigt at sikre fravær af mekanisk virkning af fragmenter af VFD -lasere. Stråling fra Raman -laseren til styresystemet skulle formodes at blive transmitteret gennem en underjordisk optisk kanal. Det skulle bruge AZh-7T-laseren.
I 1969 på GNIIP nr. 10 i USSR's forsvarsministerium (militærenhed 03080, Sary-Shagan missilforsvarets træningsplads) på sted nr. 38 (militærenhed 06544) begyndte man at bygge faciliteter til eksperimentelt arbejde med laseremner. I 1971 blev konstruktionen af komplekset midlertidigt suspenderet af tekniske årsager, men i 1973, sandsynligvis efter justering af projektet, blev det genoptaget.
Tekniske årsager (ifølge kilden - Zarubin PV "Academician Basov …") bestod i, at det ved en mikron bølgelængde af laserstråling var praktisk talt umuligt at fokusere strålen på et relativt lille område. De der. hvis målet er i en afstand på mere end 100 km, så er den naturlige vinkeldivergens af optisk laserstråling i atmosfæren som følge af spredning 0, 0001 grader. Dette blev etableret i Institute of Atmospheric Optics ved den sibiriske gren ved USSR Academy of Sciences i Tomsk, specielt skabt for at sikre implementeringen af programmet til oprettelse af laservåben, som blev ledet af Acad. V. E. Zuev. Heraf fulgte det, at laserstrålingspunktet i en afstand af 100 km ville have en diameter på mindst 20 meter, og energitætheden over et areal på 1 kvadrat cm ved en samlet laserkildeenergi på 1 MJ ville være mindre end 0,1 J / cm2. Dette er for lidt - for at ramme en raket (for at skabe et hul på 1 cm2 i det, trykløse det), kræves mere end 1 kJ / cm2. Og hvis det oprindeligt skulle bruge VFD-lasere på komplekset, begyndte udviklerne efter at have identificeret problemet med fokusering af strålen at læne sig mod brugen af totrins-kombinationslasere baseret på Raman-spredning.
Designet af vejledningssystemet blev udført af GOI (P. P. Zakharov) sammen med LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). Højpræcisions rotationsstøtte blev oprettet på bolsjevikfabrikken. Højpræcisionsdrev og tilbageslagsfri gearkasser til svinglejer blev udviklet af Central Research Institute of Automation and Hydraulics med deltagelse af Bauman Moscow State Technical University. Den vigtigste optiske vej var fuldstændig fremstillet på spejle og indeholdt ikke gennemsigtige optiske elementer, der kunne blive ødelagt af stråling.
I 1975 foreslog en gruppe designere ved Luch Central Design Bureau, ledet af VK Orlov, at opgive eksplosive WFD-lasere med en to-trins ordning (SRS) og erstatte dem med PD-lasere med elektrisk afladning. Dette krævede den næste revision og justering af kompleksets projekt. Det skulle bruge en FO-13-laser med en pulsenergi på 1 mJ. I sidste ende blev faciliteterne med kamplasere aldrig afsluttet og taget i brug. Blev bygget og kun brugt vejledningssystemet i komplekset.
Akademiker ved USSR Academy of Sciences BV Bunkin (NPO Almaz) blev udnævnt til generel designer af eksperimentelt arbejde på "objekt 2506" ("Omega" -komplekset med luftværnsforsvarsvåben - CWS PSO), på "objekt 2505" (CWS ABM og PKO "Terra -3") - Tilsvarende medlem af USSR Academy of Sciences ND Ustinov ("Central Design Bureau" Luch "). Videnskabelig vejleder - Næstformand for USSR Academy of Sciences Akademiker EP Velikhov. Fra militærenhed 03080 af analyse af funktionen af de første prototyper af lasermidler til PSO og missilforsvar blev ledet af chefen for 4. afdeling i 1. afdeling, oberstløjtnant-oberst GISemenikhin. Fra 4. GUMO siden 1976, kontrol med udvikling og test af våben og militært udstyr efter nye fysiske principper ved hjælp af lasere blev udført af afdelingslederen, der i 1980 blev prismodtagere af Leninprisen for denne cyklus af arbejde, oberst YV Rubanenko. Byggeriet var i gang ved "objekt 2505" ("Terra- 3 "), først og fremmest ved kontrol- og affyringspositionen (KOP) 5Ж16К og i zoner" G "og" D. "Allerede i november 1973 blev den første eksperimentelle kampoperation udført ved KOP. arbejde under deponeringsforholdene. I 1974 for at opsummere arbejdet med at skabe våben efter nye fysiske principper blev der arrangeret en udstilling på testpladsen i "Zone G", der viser de nyeste værktøjer udviklet af hele USSR's industri på dette område. Udstillingen blev besøgt af forsvarsministeren fra Sovjetunionens marskalk i Sovjetunionen A. A. Grechko. Kamparbejde blev udført ved hjælp af en speciel generator. Kampens besætning blev ledet af oberstløjtnant IV Nikulin. For første gang på teststedet blev et mål på størrelse med en fem-kopeck-mønt ramt af en laser på kort afstand.
Det indledende design af Terra-3-komplekset i 1969, det endelige design i 1974 og mængden af de implementerede komponenter i komplekset. (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Succeserne opnåede accelereret arbejde med oprettelsen af et eksperimentelt kamplaserkompleks 5N76 "Terra-3". Komplekset bestod af bygning 41 / 42V (sydlig bygning, undertiden kaldet "41. sted"), som husede et kommando- og computecenter baseret på tre M-600-computere, en præcis laserlokalisator 5N27-en analog til LE-1 / 5N26 laserlokalisering (se ovenfor), datatransmissionssystem, universelt tidssystem, system med specielt teknisk udstyr, kommunikation, signalering. Testarbejde på denne facilitet blev udført af 5. afdeling i 3. testkompleks (afdelingsleder, oberst I. V. Nikulin). På 5N76 -komplekset var flaskehalsen imidlertid forsinkelsen i udviklingen af en kraftfuld specialgenerator til implementering af kompleksets tekniske egenskaber. Det blev besluttet at installere et eksperimentelt generatormodul (en simulator med en CO2 -laser?) Med de opnåede egenskaber for at teste kampalgoritmen. Det var nødvendigt at bygge til dette modul bygningen 6A (syd-nord bygning, undertiden kaldet "Terra-2") ikke langt fra bygning 41 / 42B. Problemet med den særlige generator blev aldrig løst. Strukturen til kamplaseren blev rejst nord for "Site 41", en tunnel med kommunikation og et datatransmissionssystem førte til det, men installationen af kamplaseren blev ikke udført.
Den eksperimentelle række laserinstallation bestod af de faktiske lasere (rubin - en række på 19 rubinlasere og en CO2 -laser), et strålevejledning og indespærringssystem, et informationskompleks designet til at sikre styresystemets drift samt en højpræcisions laserlokator 5H27, designet til præcis bestemmelse af koordinatmål. Funktionerne i 5N27 gjorde det muligt ikke kun at bestemme rækkevidden til målet, men også at opnå præcise egenskaber langs dets bane, objektets form, dets størrelse (ikke-koordinatinformation). Ved hjælp af 5N27 blev der udført observationer af rumgenstande. Komplekset udførte test af strålingens effekt på målet, med laserstrålen mod målet. Ved hjælp af komplekset blev der udført undersøgelser for at lede strålen fra en laveffektlaser til aerodynamiske mål og for at studere processerne for udbredelse af en laserstråle i atmosfæren.
Test af vejledningssystemet begyndte i 1976-1977, men arbejdet med de vigtigste affyringslasere forlod ikke designfasen, og efter en række møder med forsvarsministeren i USSR SA Zverev blev det besluttet at lukke Terra - 3 ". I 1978, med samtykke fra USSR's forsvarsministerium, blev programmet til oprettelse af 5N76 "Terra-3" -komplekset officielt lukket.
Installationen blev ikke sat i drift og fungerede ikke fuldt ud, den løste ikke kampmissioner. Konstruktionen af komplekset blev ikke fuldført fuldstændigt - styresystemet blev installeret fuldt ud, hjælpelaserne til styresystemets lokalisator og kraftstrålesimulatoren blev installeret. I 1989 begyndte arbejdet med laseremner at begrænse. I 1989, på Velikhovs initiativ, blev Terra-3-installationen vist for en gruppe amerikanske forskere.
Konstruktionsskema 41 / 42V i 5N76 "Terra-3" komplekset.
Hoveddelen af bygningen 41 / 42B i 5H76 "Terra-3" -komplekset er teleskopet til styresystemet og den beskyttende kuppel, billedet blev taget under et besøg på anlægget af den amerikanske delegation, 1989.
Vejledningssystemet i "Terra-3" -komplekset med en laserlokator (Zarubin PV, Polskikh SV Fra historien om oprettelsen af højenergilasere og lasersystemer i Sovjetunionen. Præsentation. 2011).
Status: Sovjetunionen
- 1964 - N. G. Basov og O. N. Krokhin formulerede ideen om at ramme GS BR med en laser.
- efterår 1965 - et brev til centraludvalget i CPSU om behovet for en eksperimentel undersøgelse af laser missilforsvar.
- 1966 - begyndelsen af arbejdet under Terra -3 -programmet.
- 1984 10. oktober - laserlokatoren 5N26 / LE -1 målte parametrene for målet - Challenger genanvendelige rumfartøj (USA). I efteråret 1983 foreslog sovjetmarskal DF Ustinov, at chefen for ABM- og PKO -tropperne Yu. Votintsev brugte et laserkompleks til at ledsage "shuttle". På det tidspunkt udførte et team på 300 specialister forbedringer på komplekset. Dette rapporterede Yu. Votintsev til forsvarsministeren. Den 10. oktober 1984, under den 13. flyvning af Challenger-shuttlen (USA), da dens kredsløbskredsløb fandt sted i området ved Sary-Shagan-teststedet, fandt eksperimentet sted, da laserinstallationen kørte i detektionen tilstand med den mindste strålingseffekt. Rumfartøjets orbitale højde på det tidspunkt var 365 km, det skrå detektions- og sporingsområde var 400-800 km. Nøjagtig målbetegnelse for laserinstallationen blev udstedt af Argun -radarmålingskomplekset.
Som besætningen på Challenger senere rapporterede, under flyvningen over Balkhash -området, afbrød skibet pludselig kommunikationen, der var funktionsfejl i udstyret, og astronauterne følte sig selv utilpas. Amerikanerne begyndte at ordne det. Snart indså de, at besætningen var blevet udsat for en slags kunstig indflydelse fra Sovjetunionen, og de erklærede en officiel protest. Baseret på humane overvejelser blev laserinstallationen og endda en del af radiotekniske komplekser på teststedet, der har et højt energipotentiale, ikke brugt til at ledsage Shuttles. I august 1989 blev en del af et lasersystem designet til at rette en laser mod et objekt vist for den amerikanske delegation.
