Výzkumný program vysokoenergetických laserů v zájmu protiraketové obrany / vědecký a experimentální komplex. Myšlenku využití vysokoenergetického laseru k likvidaci balistických raket v konečné fázi hlavic zformulovaly v roce 1964 NG Basov a ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). Na podzim 1965 N. G. Basov, vědecký ředitel VNIIEF Yu. B. Khariton, zástupce ředitele GOI pro vědeckou práci E. N. Carevsky a hlavní konstruktér designové kanceláře Vympel G. V. Kisunko zaslali poznámku Ústřednímu výboru KSSS. o základní možnosti zasažení hlavic balistických raket laserovým zářením a navrhl nasadit vhodný experimentální program. Návrh byl schválen Ústředním výborem KSSS a program práce na vytvoření jednotky laserové palby pro úkoly protiraketové obrany, připravený společně OKB Vympel, FIAN a VNIIEF, byl schválen rozhodnutím vlády v roce 1966.
Návrhy vycházely ze studie LPI o vysokoenergetických fotodisociačních laserech (PDL) na bázi organických jodidů a návrhu VNIIEF o „čerpání“PDL “světlem silné rázové vlny vytvořené v inertním plynu výbuchem“. K práci se připojil také Státní optický institut (GOI). Program dostal název „Terra-3“a počítal s vytvořením laserů s energií více než 1 MJ, jakož i s vytvořením vědeckého a experimentálního laserového komplexu (NEC) 5N76 na jejich základě na cvičišti Balkhash, kde měly být v přírodních podmínkách testovány myšlenky laserového systému pro protiraketovou obranu. N. G. Basov byl jmenován vědeckým supervizorem programu "Terra-3".
V roce 1969 se od Vympel Design Bureau oddělil tým SKB, na základě kterého vznikla Luch Central Design Bureau (později NPO Astrophysics), která byla pověřena implementací programu Terra-3.
Pozůstatky konstrukce 41 / 42B s laserovým lokátorem 5H27 komplexu palebného komplexu 5H76 "Terra-3", foto 2008
Vědecký experimentální komplex „Terra-3“podle amerických představ. Ve Spojených státech se věřilo, že komplex byl určen pro protidružicové cíle s přechodem na protiraketovou obranu v budoucnosti. Kresbu poprvé představila americká delegace na ženevských jednáních v roce 1978. Pohled z jihovýchodu.
Dalekohled TG-1 laserového lokátoru LE-1, testovací místo Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie vytváření vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Program Terra-3 zahrnoval:
- Základní výzkum v oblasti laserové fyziky;
- Vývoj laserové technologie;
- Vývoj a testování "velkých" experimentálních laserových "strojů";
- studie interakce silného laserového záření s materiály a stanovení zranitelnosti vojenského vybavení;
- Studium šíření silného laserového záření v atmosféře (teorie a experiment);
- Výzkum laserové optiky a optických materiálů a vývoj technologií „energetické“optiky;
- Práce v oblasti laserového dálkoměru;
- Vývoj metod a technologií pro navádění laserovým paprskem;
- Vytvoření a výstavba nových vědeckých, projekčních, výrobních a zkušebních ústavů a podniků;
- Školení pregraduálních a postgraduálních studentů v oboru laserové fyziky a technologie.
Práce v rámci programu Terra-3 se vyvíjely ve dvou hlavních směrech: laserové dosahování (včetně problému výběru cíle) a laserové ničení hlavic balistických raket. Práce na programu předcházely následující úspěchy: v roce 1961.vznikla skutečná myšlenka vytvořit fotodisociační lasery (Rautian a Sobelman, FIAN) a v roce 1962 začaly na OKB Vympel společně s FIAN studiem laserového měření vzdálenosti a bylo také navrženo využití záření přední strany rázové vlny pro optické čerpání laseru (Krokhin, FIAN, 1962 G.). V roce 1963 začala Vympel Design Bureau vyvíjet projekt pro laserový lokátor LE-1. Po zahájení prací na programu Terra-3 proběhly v průběhu několika let následující etapy:
- 1965 - začaly experimenty s vysokoenergetickými fotodisociačními lasery (VFDL), bylo dosaženo výkonu 20 J (FIAN a VNIIEF);
- 1966 - pulzní energie 100 J byla získána pomocí VFDL;
- 1967 - byl vybrán schematický diagram experimentálního laserového lokátoru LE -1 (OKB „Vympel“, FIAN, GOI);
- 1967 - pulzní energie 20 KJ byla získána pomocí VFDL;
- 1968 - pulzní energie 300 KJ byla získána pomocí VFDL;
- 1968 - začaly práce na programu pro studium účinků laserového záření na objekty a materiální zranitelnosti, program byl dokončen v roce 1976;
- 1968 - zahájen výzkum a tvorba vysokoenergetických HF, CO2, CO laserů (FIAN, Luch - Astrofyzika, VNIIEF, GOI atd.), Práce byla dokončena v roce 1976.
- 1969 - s VFDL obdržel energii v pulsu asi 1 MJ;
- 1969 - byl dokončen vývoj lokátoru LE -1 a byla vydána dokumentace;
- 1969 - byl zahájen vývoj fotodisociačního laseru (PDL) s čerpáním zářením elektrického výboje;
- 1972 - k provádění experimentálních prací na laserech (mimo program „Terra -3“) bylo rozhodnuto o vytvoření mezirezortního výzkumného centra OKB „Raduga“s laserovým dosahem (později - CDB „Astrofyzika“).
- 1973- byla zahájena průmyslová výroba VFDL- FO-21, F-1200, FO-32;
-1973-na testovacím místě Sary-Shagan byla zahájena instalace experimentálního laserového komplexu s lokátorem LE-1, byl zahájen vývoj a testování LE-1;
- 1974 - Byly vytvořeny přídavné moduly SRS řady AZ (FIAN, „Luch“- „Astrofyzika“);
- 1975 - vznikl výkonný elektricky čerpaný PDL, výkon - 90 KJ;
- 1976 - byl vytvořen 500 kW elektroionizační CO2 laser (Luch - Astrophysics, FIAN);
- 1978 - lokalizátor LE -1 byl úspěšně testován, testy byly provedeny na letadlech, hlavicích balistických raket a satelitů;
- 1978 - na základě Central Design Bureau „Luch“a MNIC OKB „Raduga“vznikla NPO „Astrofyzika“(mimo program „Terra -3“), generální ředitel - IV Ptitsyn, generální designér - ND Ustinov (syn D. F. Ustinova).
Návštěva ministra obrany SSSR D. F. Ustinova a akademika A. P. Aleksandrova v OKB „Raduga“, konec 70. let 20. století. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
FIAN zkoumal nový fenomén v oblasti nelineární laserové optiky - reverzi záření na vlnoploše. Toto je zásadní objev
do budoucna umožnil zcela nový a velmi úspěšný přístup k řešení řady problémů ve fyzice a technologii vysoce výkonných laserů, především problémů formování extrémně úzkého paprsku a jeho ultrapřesného míření na cíl. Poprvé to bylo v programu Terra-3, který specialisté z VNIIEF a FIAN navrhli použít reverzaci vlnoplochy k cílení a dodávce energie k cíli.
V roce 1994 NG Basov na otázku o výsledcích laserového programu Terra-3 odpověděl: „Dobře jsme prokázali, že nikdo nemůže sestřelit
hlavice balistických raket s laserovým paprskem a v laserech jsme udělali velký pokrok … “.
Akademik E. Velikhov hovoří na vědecké a technické radě. V první řadě, ve světle šedé, je AM Prokhorov vědeckým supervizorem programu „Omega“. Pozdní 1970. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Podprogramy a směry výzkumu "Terra-3":
Komplex 5N26 s laserovým lokátorem LE-1 v programu Terra-3:
Potenciální možnost laserových lokátorů poskytovat obzvláště vysokou přesnost měření cílové polohy byla studována na Vympel Design Bureau od roku 1962. -Byla představena průmyslová komise (MIC, vládní orgán vojensko -průmyslového komplexu SSSR) projekt na vytvoření experimentálního laserového lokátoru protiraketové obrany, který dostal krycí jméno LE-1. Rozhodnutí o vytvoření experimentální instalace na testovacím místě Sary-Shagan s dosahem až 400 km bylo schváleno v září 1963. V letech 1964-1965. projekt byl vyvíjen ve Vympel Design Bureau (laboratoř G. E. Tikhomirova). Návrh optických systémů radaru provedl Státní optický ústav (laboratoř P. P. Zakharova). Stavba zařízení začala na konci 60. let minulého století.
Projekt byl založen na práci společnosti FIAN na výzkumu a vývoji rubínových laserů. Lokátor měl v krátké době hledat cíle v „chybovém poli“radarů, což poskytlo laserovému lokátoru označení cíle, což v té době vyžadovalo velmi vysoké průměrné výkony laserového vysílače. Konečná volba struktury lokátoru určila skutečný stav práce na rubínových laserech, jejichž dosažitelné parametry se v praxi ukázaly být výrazně nižší, než se původně předpokládalo: průměrný výkon jednoho laseru místo očekávaného 1 kW bylo v těch letech asi 10 W. Experimenty prováděné v laboratoři N. G. Basova z Lebedevova fyzikálního ústavu ukázaly, že zvýšení výkonu postupným zesilováním laserového signálu v řetězci (kaskádě) laserových zesilovačů, jak se původně předpokládalo, je možné pouze do určité úrovně. Příliš silné záření zničilo samotné laserové krystaly. Objevily se také potíže spojené s termo-optickými zkresleními záření v krystalech. V tomto ohledu bylo nutné do radaru nainstalovat ne jeden, ale 196 laserů střídavě pracujících na frekvenci 10 Hz s energií na puls 1 J. Celkový průměrný výkon záření vícekanálového laserového vysílače lokátoru byl asi 2 kW. To vedlo k významné komplikaci jeho schématu, které bylo vícecestné jak při vysílání, tak při registraci signálu. Bylo nutné vytvořit vysoce přesné vysokorychlostní optické přístroje pro tvorbu, přepínání a vedení 196 laserových paprsků, které určovaly vyhledávací pole v cílovém prostoru. V přijímacím zařízení lokátoru bylo použito pole 196 speciálně navržených PMT. Úkol byl komplikován chybami souvisejícími s velkými pohyblivými opticko-mechanickými systémy dalekohledu a opticko-mechanickými spínači lokátoru, jakož i se zkreslením způsobeným atmosférou. Celková délka optické dráhy lokátoru dosáhla 70 m a zahrnovala mnoho stovek optických prvků - čočky, zrcadla a desky, včetně pohyblivých, jejichž vzájemné vyrovnání bylo nutno udržovat s nejvyšší přesností.
Vysílací lasery lokátoru LE-1, testovací místo Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie vytváření vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Část optické dráhy laserového lokátoru LE-1, testovací místo Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie vytváření vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
V roce 1969 byl projekt LE-1 převeden do Luch Central Design Bureau ministerstva obrany SSSR. ND Ustinov byl jmenován hlavním konstruktérem LE-1. 1970-1971 vývoj lokátoru LE-1 byl dokončen jako celek. Na vytvoření lokátoru se podílela široká spolupráce podniků obranného průmyslu: úsilím LOMO a leningradského závodu „bolševik“byl vytvořen jedinečný z hlediska komplexních parametrů dalekohled TG-1 pro LE-1, hlavní konstruktér dalekohledu byla BK Ionesiani (LOMO). Tento dalekohled s průměrem hlavního zrcadla 1,3 m poskytoval vysokou optickou kvalitu laserového paprsku při provozu rychlostí a zrychlením stokrát vyšším než u klasických astronomických dalekohledů. Bylo vytvořeno mnoho nových radarových jednotek: vysokorychlostní přesné skenovací a přepínací systémy pro ovládání laserového paprsku, fotodetektory, jednotky pro elektronické zpracování a synchronizaci signálu a další zařízení. Ovládání lokátoru bylo automatické pomocí počítačové technologie; lokátor byl připojen k radarovým stanicím polygonu pomocí linek digitálního přenosu dat.
Za účasti Geofizika Central Design Bureau (D. M. Khorol) byl vyvinut laserový vysílač, který zahrnoval 196 v té době velmi pokročilých laserů, systém pro jejich chlazení a napájení. Pro LE-1 byla organizována výroba vysoce kvalitních laserových rubínových krystalů, nelineárních krystalů KDP a mnoha dalších prvků. Kromě ND Ustinov vedl vývoj LE-1 OA Ushakov, G. E. Tikhomirov a S. V. Bilibin.
Vedoucí vojensko -průmyslového komplexu SSSR na cvičišti Sary -Shagan, 1974. Uprostřed s brýlemi - ministr obranného průmyslu SSSR SA Zverev, vlevo - ministr obrany AA Grechko a jeho zástupce Yepishev, druhý zleva - NG. Bass. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO „Astrofyzika“. Prezentace. 2009).
Vedoucí obranného a průmyslového komplexu SSSR v lokalitě LE -1, 1974. Ve středu v první řadě - ministr obrany A. A. Grechko, napravo - N. G. Basov, poté - ministr obranného průmyslu SSSR S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Stavba zařízení začala v roce 1973. V roce 1974 byly dokončeny seřizovací práce a zahájeno testování zařízení pomocí teleskopu TG-1 lokátoru LE-1. V roce 1975 bylo během testů dosaženo sebevědomého umístění cíle letadlového typu na vzdálenost 100 km a byly zahájeny práce na umístění hlavic balistických raket a satelitů. 1978-1980 S pomocí LE-1 bylo provedeno vysoce přesné měření trajektorie a navádění raket, hlavic a vesmírných objektů. V roce 1979 byl laserový lokátor LE-1 jako prostředek přesného měření trajektorie přijat ke společné údržbě vojenské jednotky 03080 (GNIIP č. 10 ministerstva obrany SSSR, Sary-Shagan). Za vytvoření lokátoru LE-1 v roce 1980 byli zaměstnanci Luch Central Design Bureau oceněni Leninovou a Státní cenou SSSR. Aktivní práce na lokátoru LE-1, vč. s modernizací některých elektronických obvodů a dalšího vybavení pokračovalo až do poloviny 80. let minulého století. Byly provedeny práce na získání nekoordinačních informací o objektech (například informace o tvaru předmětů). 10. října 1984 změřil laserový lokátor 5N26 / LE -1 parametry cíle - opakovaně použitelné kosmické lodi Challenger (USA) - podrobnější informace naleznete níže v sekci Stav.
Lokátor TTX 5N26 / LE-1:
Počet laserů v dráze - 196 ks.
Délka optické dráhy - 70 m
Průměrný výkon jednotky - 2 kW
Dosah lokátoru - 400 km (podle projektu)
Přesnost určení souřadnic:
- podle dosahu - ne více než 10 m (podle projektu)
- ve výšce - několik obloukových sekund (podle projektu)
V levé části satelitního snímku z 29. dubna 2004 budova komplexu 5N26 s lokátorem LE-1, vlevo dole radar Argun. 38. místo polygonu Sary-Shagan
Dalekohled TG-1 laserového lokátoru LE-1, testovací místo Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie vytváření vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Dalekohled TG-1 laserového lokátoru LE-1, testovací místo Sary-Shagan (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Prezentace. 2009).
Vyšetřování fotodisociačních jodových laserů (VFDL) v rámci programu „Terra-3“.
První laboratorní fotodisociační laser (PDL) vytvořil v roce 1964 J. V. Kasper a G. S. Pimentel. Protože analýza ukázala, že vytvoření supervýkonného rubínového laseru čerpaného zábleskovou lampou se ukázalo jako nemožné, pak v roce 1965 N. G. v xenonu jako zdroj záření. Rovněž se předpokládalo, že hlavice balistické rakety bude poražena kvůli reaktivnímu účinku rychlého odpařování pod vlivem laseru části pláště hlavice. Takové PDL jsou založeny na fyzikální myšlence formulované v roce 1961 SG Rautianem a IISobelmanem, kteří teoreticky ukázali, že je možné získat excitované atomy nebo molekuly fotodisociací složitějších molekul, pokud jsou ozářeny silným (nelaserovým) světelný tok … Práce na výbušném FDL (VFDL) v rámci programu „Terra-3“byly zahájeny ve spolupráci společností FIAN (VS Zuev, teorie VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, experimenty s VFDL), Central Design Bureau „Luch“s účast GOI, GIPH a dalších podniků. V krátké době prošla cesta od malých a středních prototypů k řadě unikátních vysokoenergetických vzorků VFDL vyrobených průmyslovými podniky. Charakteristickým rysem této třídy laserů byla jejich disponibilita - VFD laser explodoval během provozu, zcela zničen.
Schematický diagram provozu VFDL (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
První experimenty s PDL, prováděné v letech 1965-1967, přinesly velmi povzbudivé výsledky a do konce roku 1969 na VNIIEF (Sarov) pod vedením S. B. testovaly PDL s pulzní energií stovek tisíc joulů, což bylo asi 100krát vyšší než u jakéhokoli laseru známého v těchto letech. Samozřejmě nebylo okamžitě možné dojít k vytvoření jodových PDL s extrémně vysokými energiemi. Byly testovány různé verze konstrukce laserů. Rozhodující krok v implementaci funkční konstrukce vhodné pro získávání vysokých energií záření byl proveden v roce 1966, kdy se v důsledku studia experimentálních údajů ukázalo, že návrh vědců FIAN a VNIIEF (1965) na odstranění lze implementovat křemennou stěnu oddělující zdroj záření čerpadla a aktivní prostředí. Obecná konstrukce laseru byla výrazně zjednodušena a redukována na plášť ve formě trubice, uvnitř nebo na vnější stěně, kde byla umístěna podlouhlá výbušná nálož, a na koncích byla zrcadla optického rezonátoru. Tento přístup umožnil navrhovat a testovat lasery s průměrem pracovní dutiny více než metr a délkou desítek metrů. Tyto lasery byly sestaveny ze standardních částí o délce asi 3 m.
O něco později (od roku 1967) se tým dynamiky plynu a laserů v čele s VK Orlov, který byl vytvořen ve Vympel Design Bureau a poté přenesen do Luch Central Design Bureau, úspěšně zabýval výzkumem a návrhem výbušně čerpaného PDL. V průběhu práce byly zváženy desítky otázek: od fyziky šíření rázových a světelných vln v laserovém médiu až po technologii a kompatibilitu materiálů a vytváření speciálních nástrojů a metod pro měření parametrů vysokých silové laserové záření. Byly také problémy s výbuchovou technologií: provoz laseru vyžadoval získání extrémně „hladké“a rovné přední části rázové vlny. Tento problém byl vyřešen, byly navrženy náboje a vyvinuty metody pro jejich detonaci, které umožnily získat požadovanou hladkou přední část rázové vlny. Vytvoření těchto VFDL umožnilo zahájit experimenty se studiem vlivu vysoce intenzivního laserového záření na materiály a struktury cílů. Práci měřicího komplexu zajišťoval Státní optický ústav (I. M. Belousova).
Testovací místo pro VFD lasery VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Vývoj modelů pro VFDL Central Design Bureau „Luch“pod vedením V. K. Orlova (za účasti VNIIEF):
- FO-32- v roce 1967 byla získána pulzní energie 20 KJ s výbušným čerpaným VFDL, komerční výroba VFDL FO-32 byla zahájena v roce 1973;
VFD laser FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
- FO-21- v roce 1968, poprvé s VFDL s výbušným čerpáním, byla získána energie v pulsu 300 KJ a také v roce 1973 byla zahájena průmyslová výroba VFDL FO-21;
- F -1200 - v roce 1969 byla poprvé s výbušně čerpaným VFDL získána pulzní energie 1 megajoule. V roce 1971 byl návrh dokončen a v roce 1973 byla zahájena průmyslová výroba VFDL F-1200;
Pravděpodobně je prototyp VFD laseru F-1200 prvním megajoulovým laserem, sestaveným na VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Z historie vytváření vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011) …
Stejné WFDL, stejné místo a čas. Měření ukazují, že se jedná o jiný rámec.
TTX VFDL:
Vyšetřování laserů využívajících Ramanův rozptyl (SRS) v rámci programu Terra-3:
Rozptyl záření z prvních VFDL byl neuspokojivý - o dva řády vyšší než mez difrakce, což bránilo dodávce energie na významné vzdálenosti. V roce 1966 navrhli NG Basov a II Sobel'man a spolupracovníci vyřešit problém pomocí dvoustupňového schématu-dvoustupňového kombinovaného Ramanova rozptylového laseru (Ramanův laser), čerpaného několika VFDL lasery s „chudým“rozptyl. Vysoká účinnost Ramanova laseru a vysoká homogenita jeho aktivního média (zkapalněné plyny) umožnily vytvořit vysoce účinný dvoustupňový laserový systém. Na výzkum Ramanových laserů dohlížel EM Zemskov (Luch Central Design Bureau). Po výzkumu fyziky Ramanových laserů na FIAN a VNIIEF, „tým“Luch Central Design Bureau v letech 1974-1975. úspěšně provedl na testovacím místě Sary-Shagan v Kazachstánu sérii experimentů s 2kaskádovým systémem řady „AZ“(FIAN, „Luch“-později „Astrofyzika“). Museli použít velkou optiku vyrobenou ze speciálně navrženého taveného oxidu křemičitého, aby zajistili odolnost proti záření výstupního zrcadla Ramanova laseru. Pro spojení záření z VFDL laserů do Ramanova laseru byl použit vícezrcadlový rastrový systém.
Výkon Ramanova laseru AZh-4T dosáhl 10 kJ na puls a v roce 1975 byl testován Ramanův laser AZh-5T s kapalným kyslíkem s pulzním výkonem 90 kJ, clonou 400 mm a účinností 70%. Do roku 1975 měl být v komplexu Terra-3 používán laser AZh-7T.
Laser SRS na kapalném kyslíku AZh-5T, 1975. Vpředu je vidět laserová výstupní clona. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Vícezrcadlový rastrový systém sloužící ke vstupu záření VDFL do Ramanova laseru (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Skleněná optika zničená paprskem Ramanova laseru. Nahrazeno křemennou optikou s vysokou čistotou (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie vytváření vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Studie účinku laserového záření na materiály v programu "Terra-3":
Byl proveden rozsáhlý výzkumný program s cílem prozkoumat účinky vysokoenergetického laserového záření na různé objekty. Jako „terče“byly použity vzorky oceli, různé vzorky optiky a různé aplikované předměty. Obecně B. V. Práce na programu probíhaly od roku 1968 do roku 1976.
Vliv záření VEL na obkladový prvek (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Vzorek oceli o tloušťce 15 cm, expozice laseru v pevné fázi. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Vliv záření VEL na optiku (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Dopad vysokoenergetického CO2 laseru na modelový letoun, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Studie vysokoenergetických laserů s elektrickým výbojem v rámci programu „Terra-3“:
Opakovaně použitelné PDL s elektrickým výbojem vyžadovaly velmi výkonný a kompaktní pulzní zdroj elektrického proudu. Jako takový zdroj bylo rozhodnuto použít výbušné magnetické generátory, jejichž vývoj provedl tým VNIIEF vedený A. I. Pavlovským pro jiné účely. Je třeba poznamenat, že A. D. Sacharov byl také u zrodu těchto děl. Výbušné magnetické generátory (jinak se jim říká magneto-kumulativní generátory), stejně jako konvenční PD lasery, jsou zničeny během provozu, když jejich náboj exploduje, ale jejich cena je mnohonásobně nižší než cena laseru. Výbušně-magnetické generátory, navržené A. I. Pavlovským a kolegy pro chemické výbojové chemické fotodisociační lasery s elektrickým výbojem, přispěly v roce 1974 k vytvoření experimentálního laseru s energií záření na puls asi 90 kJ. Testy tohoto laseru byly dokončeny v roce 1975.
V roce 1975 skupina designérů v Luch Central Design Bureau, vedená VK Orlovem, navrhla upustit od výbušných laserů WFD s dvoustupňovým schématem (SRS) a nahradit je elektricky vybíjenými PD lasery. To si vyžádalo další revizi a úpravu projektu komplexu. Mělo to být pomocí laseru FO-13 s pulzní energií 1 mJ.
Velké laserové výbojky sestavené společností VNIIEF.
Vyšetřování vysokoenergetických laserů řízených elektronovým paprskem v rámci programu „Terra-3“:
Práce na frekvenčně-pulzním laseru 3D01 megawattové třídy s ionizací elektronovým paprskem byly zahájeny v Central Design Bureau „Luch“z iniciativy a za účasti NG Basova a později se u OKB „Raduga rozdělily do jiného směru““(později - GNIILTs„ Raduga “) pod vedením G. G. Dolgova -Savelyeva. V experimentální práci v roce 1976 s CO2 laserem řízeným elektronovým paprskem bylo dosaženo průměrného výkonu asi 500 kW při rychlosti opakování až 200 Hz. Bylo použito schéma s „uzavřenou“plynem dynamickou smyčkou. Později byl vytvořen vylepšený frekvenčně-pulzní laser KS-10 (Central Design Bureau „Astrophysics“, NV Cheburkin).
Frekvenčně pulzní elektroionizační laser 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Vědecký a experimentální střelecký komplex 5N76 "Terra-3":
V roce 1966 zahájila Vympel Design Bureau pod vedením OA Ushakova vývoj návrhu návrhu experimentálního polygonového komplexu Terra-3. Práce na návrhu návrhu pokračovaly až do roku 1969. Vojenský inženýr NN Shakhonsky byl bezprostředním dozorem vývoje struktur. Nasazení komplexu bylo plánováno v místě protiraketové obrany v Sary-Shagan. Komplex byl určen k provádění pokusů o ničení hlavic balistických raket pomocí vysokoenergetických laserů. Projekt komplexu byl v letech 1966 až 1975 opakovaně opravován. Od roku 1969 provádí návrh komplexu Terra-3 Luch Central Design Bureau pod vedením MG Vasina. Komplex měl být vytvořen pomocí dvoustupňového Ramanova laseru s hlavním laserem umístěným ve značné vzdálenosti (asi 1 km) od naváděcího systému. Bylo to dáno tím, že ve VFD laserech mělo při vyzařování použít až 30 tun trhaviny, což mohlo mít dopad na přesnost naváděcího systému. Bylo také nutné zajistit absenci mechanického působení fragmentů VFD laserů. Radiace z Ramanova laseru do naváděcího systému měla být přenášena podzemním optickým kanálem. Mělo to být pomocí laseru AZh-7T.
V roce 1969 na GNIIP č. 10 ministerstva obrany SSSR (vojenská jednotka 03080, cvičiště protiraketové obrany Sary-Shagan) v místě č. 38 (vojenská jednotka 06544) byla zahájena výstavba zařízení pro experimentální práce na laserových tématech. V roce 1971 byla stavba komplexu dočasně pozastavena z technických důvodů, ale v roce 1973, pravděpodobně po úpravě projektu, byla obnovena.
Technické důvody (podle zdroje - Zarubin PV „Akademik Basov …“) spočívaly v tom, že na mikronové vlnové délce laserového záření bylo prakticky nemožné zaostřit paprsek na relativně malou plochu. Tito. pokud je cíl ve vzdálenosti větší než 100 km, pak je přirozená úhlová divergence optického laserového záření v atmosféře v důsledku rozptylu 0 0001 stupňů. To bylo založeno v Ústavu atmosférické optiky na sibiřské pobočce Akademie věd SSSR v Tomsku, speciálně vytvořeném k zajištění implementace programu pro tvorbu laserových zbraní, který vedl akad. V. E. Zuev. Z toho vyplynulo, že bod laserového záření ve vzdálenosti 100 km bude mít průměr nejméně 20 metrů a hustota energie na ploše 1 čtvereční cm při celkové energii laserového zdroje 1 MJ bude menší než 0,1 J / cm2. To je příliš málo - k zasažení rakety (aby se v ní vytvořil otvor o velikosti 1 cm2 a odtlakování) je zapotřebí více než 1 kJ / cm2. A pokud původně mělo na komplexu používat VFD lasery, pak po identifikaci problému se zaostřením paprsku se vývojáři začali přiklánět k použití dvoustupňových kombinačních laserů založených na Ramanově rozptylu.
Návrh naváděcího systému provedla GOI (P. P. Zakharov) společně s LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). Vysoce přesná rotační podpora byla vytvořena v bolševickém závodě. Vysoce přesné pohony a bezvůlové převodovky pro otočná ložiska byly vyvinuty Ústředním výzkumným ústavem automatizace a hydrauliky za účasti Moskevské státní technické univerzity Bauman. Hlavní optická dráha byla kompletně vyrobena na zrcadlech a neobsahovala průhledné optické prvky, které by mohly být zničeny zářením.
V roce 1975 skupina designérů v Luch Central Design Bureau, vedená VK Orlovem, navrhla upustit od výbušných laserů WFD s dvoustupňovým schématem (SRS) a nahradit je elektricky vybíjenými PD lasery. To si vyžádalo další revizi a úpravu projektu komplexu. Mělo to být pomocí laseru FO-13 s pulzní energií 1 mJ. Zařízení s bojovými lasery nakonec nebylo nikdy dokončeno a uvedeno do provozu. Byl postaven a používal pouze naváděcí systém komplexu.
Akademik Akademie věd SSSR BV Bunkin (NPO Almaz) byl jmenován generálním konstruktérem experimentálních prací na „objektu 2506“(komplex „protileteckých obranných zbraní„ C Omega “- CWS PSO), na„ objektu 2505 “(CWS ABM a PKO „Terra -3“) - korespondující člen Akademie věd SSSR ND Ustinov („Central Design Bureau“Luch “). Vědecký supervizor - viceprezident Akademie věd SSSR Akademik EP Velikhov. Z vojenské jednotky 03080 od analýzu fungování prvních prototypů laserových prostředků PSO a protiraketové obrany vedl vedoucí 4. oddělení 1. oddělení, inženýr podplukovník GISemenikhin. Od 4. GUMO od roku 1976 kontrola vývoje a testování zbraně a vojenské vybavení na nových fyzikálních principech pomocí laserů prováděl vedoucí oddělení, který se stal v roce 1980 laureáty Leninovy ceny za tento pracovní cyklus, plukovník YV Rubanenko. Stavba probíhala u „objektu 2505“(„Terra- 3 "), především na kontrolní a palebné pozici (KOP) 5Ж16К a v zónách" G "a" D ". Již v listopadu 1973 byla na KOP provedena první experimentální bojová operace. pracovat v podmínkách skládky. V roce 1974 byla shrnuta práce provedená na výrobě zbraní na nových fyzikálních principech a na zkušebně v „Zóně G“byla uspořádána výstava ukazující nejnovější nástroje vyvinuté celým průmyslem SSSR v této oblasti. Expozici navštívil ministr obrany SSSR maršál Sovětského svazu A. A. Grechko. Bojové práce byly prováděny pomocí speciálního generátoru. Bojovou posádku vedl podplukovník I. V. Nikulin. Poprvé na testovacím místě byl laserem na krátkou vzdálenost zasažen cíl o velikosti pětikolových mincí.
Počáteční návrh komplexu Terra-3 v roce 1969, konečný návrh v roce 1974 a objem implementovaných komponent komplexu. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Úspěchy dosáhly zrychlené práce na vytvoření experimentálního bojového laserového komplexu 5N76 „Terra-3“. Komplex sestával z budovy 41 / 42V (jižní budova, někdy nazývaná „41. místo“), ve které bylo umístěno velitelské a výpočetní středisko založené na třech počítačích M-600, přesném laserovém lokátoru 5N27-analogu LE-1 / 5N26 laserový lokátor (viz výše), systém přenosu dat, univerzální časový systém, systém speciálního technického vybavení, komunikace, signalizace. Zkušební práce na tomto zařízení provedlo 5. oddělení 3. testovacího komplexu (vedoucí oddělení plukovník I. V. Nikulin). U komplexu 5N76 však bylo překážkou zpoždění ve vývoji výkonného speciálního generátoru pro implementaci technických charakteristik komplexu. Bylo rozhodnuto nainstalovat experimentální generátorový modul (simulátor s CO2 laserem?) S dosaženými charakteristikami pro testování bojového algoritmu. Pro tento modul bylo nutné postavit budovu 6A (jiho-severní budova, někdy nazývaná „Terra-2“) nedaleko od budovy 41 / 42B. Problém speciálního generátoru nebyl nikdy vyřešen. Struktura bojového laseru byla postavena severně od „Site 41“, vedl k němu tunel s komunikací a systémem přenosu dat, ale instalace bojového laseru nebyla provedena.
Laserová instalace experimentálního dosahu se skládala ze skutečných laserů (rubín - řada 19 rubínových laserů a CO2 laser), paprskového naváděcího a zadržovacího systému, informačního komplexu určeného k zajištění provozu naváděcího systému a vysoce přesný laserový lokátor 5H27, určený pro přesné určení cílů souřadnic. Schopnosti 5N27 umožnily nejen určit dosah k cíli, ale také získat přesné charakteristiky podél jeho trajektorie, tvaru objektu, jeho velikosti (nekoordinační informace). S pomocí 5N27 byla provedena pozorování vesmírných objektů. Komplex provedl testy vlivu záření na cíl a zaměřil laserový paprsek na cíl. S pomocí komplexu byly provedeny studie zaměřené na paprsek laseru s nízkým výkonem na aerodynamické cíle a studium procesů šíření laserového paprsku v atmosféře.
Testy naváděcího systému byly zahájeny v letech 1976-1977, ale práce na hlavních palebných laserech neopustily fázi návrhu a po sérii setkání s ministrem obranného průmyslu SSSR SA Zverevem bylo rozhodnuto o uzavření Terra - 3 . V roce 1978 byl se souhlasem ministerstva obrany SSSR oficiálně ukončen program na vytvoření komplexu 5N76 „Terra-3“.
Instalace nebyla uvedena do provozu a nefungovala naplno, neřešila bojové mise. Stavba komplexu nebyla zcela dokončena - naváděcí systém byl nainstalován v plném rozsahu, byly nainstalovány pomocné lasery lokátoru naváděcího systému a simulátor silového paprsku. V roce 1989 se práce na laserových tématech začaly omezovat. V roce 1989 byla z Velikhovovy iniciativy ukázána instalace Terra-3 skupině amerických vědců.
Schéma stavby 41 / 42V komplexu 5N76 "Terra-3".
Hlavní částí budovy 41 / 42B komplexu 5H76 „Terra-3“je teleskop naváděcího systému a ochranná kopule, snímek byl pořízen při návštěvě zařízení americkou delegací, 1989.
Naváděcí systém komplexu „Terra-3“s laserovým lokátorem (Zarubin PV, Polskikh SV Z historie tvorby vysokoenergetických laserů a laserových systémů v SSSR. Prezentace. 2011).
Postavení: SSSR
- 1964 - N. G. Basov a O. N. Krokhin formulovali myšlenku zasažení GS BR laserem.
- podzim 1965 - dopis Ústřednímu výboru KSSS o potřebě experimentálního studia obrany proti laserovým střelám.
- 1966 - začátek prací v rámci programu Terra -3.
- 1984, 10. října - laserový lokátor 5N26 / LE -1 změřil parametry cíle - opakovaně použitelné kosmické lodi Challenger (USA). Na podzim roku 1983 maršál Sovětského svazu DF Ustinov navrhl, aby velitel vojsk ABM a PKO Yu. Votintsev použil k doprovázení „raketoplánu“laserový komplex. V té době prováděl tým 300 specialistů vylepšení komplexu. Oznámil to Yu. Votintsev ministrovi obrany. 10. října 1984, během 13. letu raketoplánu Challenger (USA), kdy se jeho oběžné dráhy uskutečnily v oblasti testovacího místa Sary-Shagan, experiment proběhl, když laserová instalace pracovala při detekci režim s minimálním radiačním výkonem. Orbitální výška kosmické lodi byla v té době 365 km, nakloněný rozsah detekce a sledování byl 400-800 km. Přesné označení cíle laserové instalace vydal radarový měřicí komplex Argun.
Jak později hlásila posádka Challengeru, během letu nad oblastí Balchash loď náhle odpojila komunikaci, došlo k poruchám zařízení a samotným astronautům bylo špatně. Američané to začali řešit. Brzy si uvědomili, že posádka byla vystavena jakémusi umělému vlivu ze strany SSSR, a vyhlásili oficiální protest. Na základě humánních úvah nebyla v budoucnu k doprovodu raketoplánů použita laserová instalace a dokonce ani část radiotechnických komplexů testovacího místa, které mají vysoký energetický potenciál. V srpnu 1989 byla americká delegace ukázána část laserového systému určeného k zaměření laseru na objekt.
