Programa de investigación de láseres de alta energía en interés de la defensa antimisiles / complejo científico y experimental. La idea de utilizar un láser de alta energía para destruir misiles balísticos en la etapa final de las ojivas fue formulada en 1964 por NG Basov y ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). En el otoño de 1965, N. G. Basov, director científico de VNIIEF Yu. B. Khariton, subdirector de GOI para el trabajo científico E. N. Tsarevsky y diseñador jefe de la oficina de diseño de Vympel G. V. Kisunko envió una nota al Comité Central del PCUS. sobre la posibilidad fundamental de golpear ojivas de misiles balísticos con radiación láser y propuso desplegar un programa experimental apropiado. La propuesta fue aprobada por el Comité Central del PCUS y el programa de trabajo sobre la creación de una unidad de disparo láser para tareas de defensa antimisiles, elaborado conjuntamente por OKB Vympel, FIAN y VNIIEF, fue aprobado por decisión gubernamental en 1966.
Las propuestas se basaron en el estudio de LPI de láseres de fotodisociación de alta energía (PDL) basados en yoduros orgánicos y la propuesta de VNIIEF sobre "bombear" PDL "a la luz de una fuerte onda de choque creada en un gas inerte por una explosión". El Instituto Estatal de Óptica (GOI) también se ha sumado al trabajo. El programa se denominó "Terra-3" y preveía la creación de láseres con una energía de más de 1 MJ, así como la creación de un complejo de láser de disparo científico y experimental (NEC) 5N76 sobre su base en el campo de entrenamiento de Balkhash., donde se probarían las ideas de un sistema láser para la defensa antimisiles en condiciones naturales. N. G. Basov fue nombrado supervisor científico del programa "Terra-3".
En 1969, del Vympel Design Bureau, el equipo de SKB se separó, sobre la base de lo cual se formó el Luch Central Design Bureau (más tarde NPO Astrophysics), al que se le encomendó la implementación del programa Terra-3.
Restos de construcción 41 / 42B con un complejo localizador láser 5H27 de un complejo de combustión 5H76 "Terra-3", foto 2008
Complejo científico experimental "Terra-3" según las ideas americanas. En los Estados Unidos, se creía que el complejo estaba destinado a objetivos antisatélites con la transición a la defensa antimisiles en el futuro. El dibujo fue presentado por primera vez por la delegación estadounidense en las conversaciones de Ginebra en 1978. Vista desde el sureste.
Telescopio TG-1 del localizador láser LE-1, sitio de prueba de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
El programa Terra-3 incluyó:
- Investigación fundamental en el campo de la física del láser;
- Desarrollo de tecnología láser;
- Desarrollo y prueba de "grandes" "máquinas" experimentales de láser;
- Estudios de la interacción de poderosas radiaciones láser con materiales y determinación de la vulnerabilidad de equipos militares;
- Estudio de la propagación de potentes radiaciones láser en la atmósfera (teoría y experimentación);
- Investigación sobre óptica láser y materiales ópticos y desarrollo de tecnologías ópticas de "potencia";
- Trabaja en el campo del rango láser;
- Desarrollo de métodos y tecnologías para la guía del rayo láser;
- Creación y construcción de nuevos institutos y empresas científicas, de diseño, producción y ensayo;
- Formación de estudiantes de pregrado y posgrado en el campo de la física y tecnología láser.
El trabajo en el marco del programa Terra-3 se desarrolló en dos direcciones principales: alcance por láser (incluido el problema de la selección de objetivos) y destrucción por láser de ojivas de misiles balísticos. El trabajo en el programa fue precedido por los siguientes logros: en 1961.surgió la idea real de crear láseres de fotodisociación (Rautian y Sobelman, FIAN), y en 1962, se iniciaron los estudios de rango láser en OKB Vympel junto con FIAN, y también se propuso utilizar la radiación del frente de onda de choque para ópticas bombeo del láser (Krokhin, FIAN, 1962 G.). En 1963, la Oficina de Diseño de Vympel comenzó a desarrollar un proyecto para el localizador láser LE-1. Tras el inicio de los trabajos en el programa Terra-3, se han superado las siguientes etapas a lo largo de varios años:
- 1965 - se iniciaron los experimentos con láseres de fotodisociación de alta energía (VFDL), se logró una potencia de 20 J (FIAN y VNIIEF);
- 1966 - Se obtuvo una energía de pulso de 100 J con VFDL;
- 1967 - se seleccionó un diagrama esquemático del localizador láser experimental LE-1 (OKB "Vympel", FIAN, GOI);
- 1967 - Se obtuvo una energía de pulso de 20 KJ con VFDL;
- 1968 - Se obtuvo una energía de pulso de 300 KJ con VFDL;
- 1968 - se comenzó a trabajar en un programa para estudiar los efectos de la radiación láser en objetos y vulnerabilidades materiales, el programa se completó en 1976;
- 1968 - Se inició la investigación y creación de láseres de alta energía HF, CO2, CO (FIAN, Luch - Astrophysics, VNIIEF, GOI, etc.), el trabajo se completó en 1976.
- 1969 - con VFDL recibió una energía en un pulso de aproximadamente 1 MJ;
- 1969 - se completó el desarrollo del localizador LE-1 y se publicó la documentación;
- 1969 - se inició el desarrollo de un láser de fotodisociación (PDL) con bombeo por radiación de una descarga eléctrica;
- 1972 - para realizar trabajos experimentales con láseres (fuera del programa "Terra-3") se decidió crear un centro de investigación interdepartamental de OKB "Raduga" con un alcance láser (más tarde - CDB "Astrofísica").
- 1973 - se inició la producción industrial de VFDL - FO-21, F-1200, FO-32;
- 1973 - en el sitio de prueba de Sary-Shagan, comenzó la instalación de un complejo láser experimental con un localizador LE-1, comenzó el desarrollo y las pruebas del LE-1;
- 1974 - Se crearon los sumadores SRS de la serie AZ (FIAN, "Luch" - "Astrofísica");
- 1975 - se creó un potente PDL con bombeo eléctrico, potencia - 90 KJ;
- 1976 - Se crea un láser de CO2 de electroionización de 500 kW (Luch - Astrophysics, FIAN);
- 1978 - se probó con éxito el localizador LE-1, se realizaron pruebas en aviones, ojivas de misiles balísticos y satélites;
- 1978 - sobre la base de la Oficina Central de Diseño "Luch" y el MNIC OKB "Raduga", se formó la NPO "Astrofísica" (fuera del programa "Terra-3"), Director General - IV Ptitsyn, Diseñador General - ND Ustinov (hijo de D. F. Ustinov).
La visita del Ministro de Defensa de la URSS D. F. Ustinov y el académico A. P. Aleksandrov al OKB "Raduga", a finales de la década de 1970. (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
FIAN investigó un nuevo fenómeno en el campo de la óptica láser no lineal: la inversión del frente de onda de la radiación. Este es un gran descubrimiento
permitió en el futuro un enfoque completamente nuevo y muy exitoso para resolver una serie de problemas en la física y la tecnología de los láseres de alta potencia, principalmente los problemas de formación de un haz extremadamente estrecho y su puntería ultraprecisa en un objetivo. Por primera vez, fue en el programa Terra-3 que los especialistas de VNIIEF y FIAN propusieron usar la inversión de frente de onda para apuntar y entregar energía a un objetivo.
En 1994, NG Basov, respondiendo a una pregunta sobre los resultados del programa láser Terra-3, dijo: “Bueno, establecimos firmemente que nadie puede derribar
una ojiva de misil balístico con un rayo láser, y hemos hecho grandes avances en láseres …”.
El académico E. Velikhov habla en el consejo científico y técnico. En la primera fila, en gris claro, AM Prokhorov es el supervisor científico del programa "Omega". Finales de la década de 1970. (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Subprogramas y direcciones de investigación "Terra-3":
Complejo 5N26 con localizador láser LE-1 bajo el programa Terra-3:
La posibilidad potencial de los localizadores láser para proporcionar una precisión especialmente alta de las mediciones de la posición del objetivo se estudió en la Oficina de Diseño de Vympel desde 1962. -Se presentó la Comisión Industrial (MIC, el organismo gubernamental del complejo militar-industrial de la URSS) un proyecto para crear un localizador láser experimental para defensa antimisiles, que recibió el nombre en clave LE-1. La decisión de crear una instalación experimental en el sitio de prueba de Sary-Shagan con un alcance de hasta 400 km fue aprobada en septiembre de 1963. En 1964-1965. el proyecto se estaba desarrollando en el Vympel Design Bureau (el laboratorio de G. E. Tikhomirov). El diseño de los sistemas ópticos del radar fue realizado por el Instituto Óptico Estatal (laboratorio de P. P. Zakharov). La construcción de la instalación comenzó a fines de la década de 1960.
El proyecto se basó en el trabajo de FIAN en investigación y desarrollo de láseres rubí. Se suponía que el localizador debía buscar objetivos en poco tiempo en el "campo de error" de los radares, lo que proporcionaba la designación del objetivo al localizador láser, que requería potencias medias muy altas del emisor láser en ese momento. La elección final de la estructura del localizador determinó el estado real de trabajo en láseres de rubí, cuyos parámetros alcanzables en la práctica resultaron ser significativamente más bajos que los originalmente asumidos: la potencia promedio de un láser en lugar de la esperada 1 Los kW eran en esos años unos 10 W. Los experimentos llevados a cabo en el laboratorio de N. G. Basov en el Instituto de Física Lebedev mostraron que aumentar la potencia amplificando sucesivamente la señal láser en una cadena (cascada) de amplificadores láser, como se previó inicialmente, solo es posible hasta cierto nivel. Una radiación demasiado poderosa destruyó los propios cristales láser. También surgieron dificultades asociadas con las distorsiones termoópticas de la radiación en los cristales. En este sentido, fue necesario instalar en el radar no uno, sino 196 láseres operando alternativamente a una frecuencia de 10 Hz con una energía por pulso de 1 J. La potencia de radiación promedio total del transmisor láser multicanal del localizador fue de aproximadamente 2 kW. Esto llevó a una complicación significativa de su esquema, que era multitrayecto tanto al emitir como al registrar una señal. Fue necesario crear dispositivos ópticos de alta velocidad y alta precisión para la formación, conmutación y guía de 196 rayos láser, que determinaron el campo de búsqueda en el espacio objetivo. En el dispositivo receptor del localizador, se utilizó una matriz de 196 PMT especialmente diseñados. La tarea se complicó por los errores asociados con los sistemas óptico-mecánicos móviles de gran tamaño del telescopio y los interruptores óptico-mecánicos del localizador, así como con las distorsiones introducidas por la atmósfera. La longitud total de la trayectoria óptica del localizador alcanzó los 70 my incluía muchos cientos de elementos ópticos: lentes, espejos y placas, incluidos los móviles, cuya alineación mutua debía mantenerse con la mayor precisión.
Láseres transmisores del localizador LE-1, sitio de prueba de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Parte de la trayectoria óptica del localizador láser LE-1, el sitio de prueba de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
En 1969, el proyecto LE-1 fue transferido a la Oficina Central de Diseño Luch del Ministerio de Industria de Defensa de la URSS. ND Ustinov fue nombrado diseñador jefe del LE-1. 1970-1971 el desarrollo del localizador LE-1 se completó en su totalidad. Una amplia cooperación de empresas de la industria de defensa participó en la creación del localizador: gracias a los esfuerzos de LOMO y la planta de Leningrado "Bolchevique", se creó un telescopio TG-1 para LE-1 único en términos de parámetros complejos, el diseñador jefe del telescopio fue BK Ionesiani (LOMO). Este telescopio con un espejo principal de 1,3 m de diámetro proporcionó una alta calidad óptica del rayo láser cuando operaba a velocidades y aceleraciones cientos de veces superiores a las de los telescopios astronómicos clásicos. Se crearon muchas unidades de radar nuevas: sistemas de conmutación y escaneo de precisión de alta velocidad para controlar el rayo láser, fotodetectores, unidades de sincronización y procesamiento de señales electrónicas, y otros dispositivos. El control del localizador fue automático mediante tecnología informática, el localizador se conectó a las estaciones de radar del polígono mediante líneas de transmisión de datos digitales.
Con la participación del Geofizika Central Design Bureau (D. M. Khorol), se desarrolló un transmisor láser, que incluía 196 láseres muy avanzados en ese momento, un sistema para su enfriamiento y suministro de energía. Para LE-1, se organizó la producción de cristales de rubí láser de alta calidad, cristales KDP no lineales y muchos otros elementos. Además de ND Ustinov, el desarrollo de LE-1 fue dirigido por OA Ushakov, G. E. Tikhomirov y S. V. Bilibin.
Jefes del complejo militar-industrial de la URSS en el campo de entrenamiento de Sary-Shagan, 1974. En el centro con anteojos - Ministro de Industria de Defensa de la URSS SA Zverev, a la izquierda - Ministro de Defensa AA Grechko y su adjunto Yepishev, segundo desde la izquierda - NG. Bajo. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO "Astrofísica". Presentación. 2009).
Jefes del complejo industrial de defensa de la URSS en el sitio LE-1, 1974. En el centro, en la primera fila, el Ministro de Defensa A. A. Grechko, a su derecha, N. G. Basov, entonces Ministro de Industria de Defensa de la URSS S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
La construcción de la instalación comenzó en 1973. En 1974, se completaron los trabajos de ajuste y comenzaron las pruebas de la instalación con el telescopio TG-1 del localizador LE-1. En 1975, durante las pruebas, se logró una ubicación segura de un objetivo tipo avión a una distancia de 100 km y se comenzó a trabajar en la ubicación de ojivas de misiles balísticos y satélites. 1978-1980 Con la ayuda de LE-1, se llevaron a cabo mediciones de trayectoria de alta precisión y orientación de misiles, ojivas y objetos espaciales. En 1979, el localizador láser LE-1 como medio para realizar mediciones precisas de la trayectoria fue aceptado para el mantenimiento conjunto de la unidad militar 03080 (GNIIP No. 10 del Ministerio de Defensa de la URSS, Sary-Shagan). Para la creación del localizador LE-1 en 1980, los empleados del Luch Central Design Bureau recibieron los premios Lenin y del Estado de la URSS. Trabajo activo en el localizador LE-1, incl. con la modernización de algunos de los circuitos electrónicos y otros equipos, continuó hasta mediados de la década de 1980. Se trabajó para obtener información no coordinada sobre objetos (información sobre la forma de los objetos, por ejemplo). El 10 de octubre de 1984, el localizador láser 5N26 / LE-1 midió los parámetros del objetivo, la nave espacial reutilizable Challenger (EE. UU.), Consulte la sección Estado a continuación para obtener más detalles.
Localizador TTX 5N26 / LE-1:
El número de láseres en el camino - 196 piezas.
Longitud del camino óptico: 70 m
Potencia unitaria media - 2 kW
Alcance del localizador - 400 km (según proyecto)
Precisión de determinación de coordenadas:
- por rango - no más de 10 m (según el proyecto)
- en elevación - varios segundos de arco (según el proyecto)
En la parte izquierda de la imagen satelital del 29 de abril de 2004, el edificio del complejo 5N26 con el localizador LE-1, en la parte inferior izquierda del radar Argun. 38 ° sitio del polígono de Sary-Shagan
Telescopio TG-1 del localizador láser LE-1, sitio de prueba de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Telescopio TG-1 del localizador láser LE-1, sitio de prueba de Sary-Shagan (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Presentación. 2009).
Investigación de láseres de yodo de fotodisociación (VFDL) en el marco del programa "Terra-3".
El primer láser de fotodisociación (PDL) de laboratorio fue creado en 1964 por J. V. Kasper y G. S. Pimentel. Porque El análisis mostró que la creación de un láser de rubí superpotente bombeado por una lámpara de flash resultó ser imposible, luego en 1965 N. G. Basov y O. N. la idea de usar radiación de alta potencia y alta energía del frente de choque en xenón como fuente de radiación. También se asumió que la ojiva de un misil balístico sería derrotada debido al efecto reactivo de la evaporación rápida bajo la influencia del láser de una parte del caparazón de la ojiva. Tales PDL se basan en una idea física formulada en 1961 por SG Rautian e IISobelman, quienes demostraron teóricamente que es posible obtener átomos o moléculas excitados por fotodisociación de moléculas más complejas cuando se irradian con un potente (no láser). flujo de luz … El trabajo sobre explosivos FDL (VFDL) como parte del programa "Terra-3" se inició en cooperación de FIAN (VS Zuev, teoría de VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, experimentos con VFDL), Oficina Central de Diseño "Luch" con el participación de GOI, GIPH y otras empresas. En poco tiempo, el camino pasó de prototipos pequeños y medianos a una serie de muestras únicas de VFDL de alta energía producidas por empresas industriales. Una característica de esta clase de láseres fue su disponibilidad: el láser VFD explotó durante el funcionamiento, completamente destruido.
Diagrama esquemático de la operación VFDL (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Los primeros experimentos con PDL, llevados a cabo en 1965-1967, dieron resultados muy alentadores, y a fines de 1969 en VNIIEF (Sarov), bajo el liderazgo de S. B., probaron PDL con una energía de pulso de cientos de miles de julios, que era aproximadamente 100 veces más alto que el de cualquier láser conocido en esos años. Por supuesto, no fue posible llegar de inmediato a la creación de PDL de yodo con energías extremadamente altas. Se han probado varias versiones del diseño de láseres. En 1966 se dio un paso decisivo en la implementación de un diseño viable y adecuado para la obtención de altas energías de radiación, cuando, como resultado del estudio de los datos experimentales, se demostró que la propuesta de los científicos de FIAN y VNIIEF (1965) para eliminar el Se puede implementar una pared de cuarzo que separa la fuente de radiación de la bomba y el entorno activo. El diseño general del láser se simplificó significativamente y se redujo a una carcasa en forma de tubo, dentro o en la pared exterior de la cual se ubicaba una carga explosiva alargada, y en los extremos había espejos del resonador óptico. Este enfoque hizo posible diseñar y probar láseres con un diámetro de cavidad de trabajo de más de un metro y una longitud de decenas de metros. Estos láseres se ensamblaron a partir de secciones estándar de unos 3 m de largo.
Algo más tarde (desde 1967), un equipo de dinámica de gases y láseres encabezado por VK Orlov, que se formó en la Oficina de Diseño de Vympel y luego se transfirió a la Oficina de Diseño Central de Luch, se involucró con éxito en la investigación y el diseño de un PDL bombeado explosivamente.. En el curso del trabajo, se consideraron decenas de cuestiones: desde la física de la propagación de ondas de choque y de luz en un medio láser hasta la tecnología y compatibilidad de materiales y la creación de herramientas y métodos especiales para medir los parámetros de alta Radiación láser de potencia. También hubo problemas con la tecnología de explosión: el funcionamiento del láser requería obtener un frente extremadamente "suave" y recto de la onda de choque. Este problema se solucionó, se diseñaron las cargas y se desarrollaron métodos para su detonación que permitieron obtener el frente suave requerido de la onda de choque. La creación de estos VFDL hizo posible comenzar experimentos para estudiar el efecto de la radiación láser de alta intensidad en los materiales y estructuras de los objetivos. El trabajo del complejo de medición fue proporcionado por el Instituto Óptico del Estado (I. M. Belousova).
Sitio de prueba para láseres VFD VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Desarrollo de modelos para VFDL Central Design Bureau "Luch" bajo el liderazgo de V. K. Orlov (con la participación de VNIIEF):
- FO-32 - en 1967 se obtuvo una energía de pulso de 20 KJ con un VFDL de bombeo explosivo, la producción comercial de VFDL FO-32 comenzó en 1973;
VFD láser FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
- FO-21 - en 1968, por primera vez con el VFDL con bombeo explosivo, se obtuvo una energía en un pulso de 300 KJ, y también en 1973 se inició la producción industrial del VFDL FO-21;
- F-1200 - en 1969, por primera vez con un VFDL bombeado explosivamente, se obtuvo una energía de pulso de 1 megajulio. En 1971, se completó el diseño y en 1973 se inició la producción industrial del VFDL F-1200;
Probablemente, el prototipo del láser F-1200 VFD es el primer láser de megajulios, ensamblado en VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011) …
La misma WFDL, el mismo lugar y hora. Las mediciones muestran que este es un marco diferente.
TTX VFDL:
Investigación de láseres usando dispersión Raman (SRS) bajo el programa Terra-3:
La dispersión de la radiación de los primeros VFDL fue insatisfactoria: dos órdenes de magnitud más alta que el límite de difracción, lo que impidió la entrega de energía a distancias significativas. En 1966, NG Basov y II Sobel'man y compañeros de trabajo propusieron resolver el problema mediante el uso de un esquema de dos etapas: un láser combinador de dispersión Raman de dos etapas (láser Raman), bombeado por varios láseres VFDL con "pobre" dispersión. La alta eficiencia del láser Raman y la alta homogeneidad de su medio activo (gases licuados) hicieron posible crear un sistema láser de dos etapas de alta eficiencia. La investigación de los láseres Raman fue supervisada por EM Zemskov (Luch Central Design Bureau). Después de investigar la física de los láseres Raman en FIAN y VNIIEF, el "equipo" del Luch Central Design Bureau en 1974-1975. llevó a cabo con éxito en el sitio de prueba de Sary-Shagan en Kazajstán una serie de experimentos con un sistema de 2 cascadas de la serie "AZ" (FIAN, "Luch" - más tarde "Astrofísica"). Tuvieron que usar ópticas grandes hechas de sílice fundida especialmente diseñada para garantizar la resistencia a la radiación del espejo de salida del láser Raman. Se utilizó un sistema de trama de múltiples espejos para acoplar la radiación de los láseres VFDL al láser Raman.
La potencia del láser AZh-4T Raman alcanzó los 10 kJ por pulso, y en 1975 se probó un láser Raman de oxígeno líquido AZh-5T con una potencia de pulso de 90 kJ, una apertura de 400 mm y una eficiencia del 70%. Hasta 1975, se suponía que el láser AZh-7T se usaría en el complejo Terra-3.
Láser SRS sobre oxígeno líquido AZh-5T, 1975. La abertura de salida del láser se ve al frente. (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Sistema ráster multiespejo utilizado para introducir radiación VDFL en un láser Raman (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Óptica de vidrio destruida por radiación láser Raman. Reemplazado con óptica de cuarzo de alta pureza (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Estudio del efecto de la radiación láser sobre materiales del programa "Terra-3":
Se ha llevado a cabo un extenso programa de investigación para investigar los efectos de la radiación láser de alta energía en una variedad de objetos. Se utilizaron como "objetivos" muestras de acero, varias muestras de óptica y varios objetos aplicados. En general, B. V. Zamyshlyaev encabezó la dirección de estudios del impacto en objetos, y A. M. Bonch-Bruevich encabezó la dirección de investigación sobre la fuerza de radiación de la óptica. El trabajo en el programa se llevó a cabo de 1968 a 1976.
El impacto de la radiación VEL en el elemento de revestimiento (Zarubin P. V., Polskikh S. V. De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Muestra de acero de 15 cm de espesor Exposición a láser de estado sólido. (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Influencia de la radiación VEL en la óptica (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
El impacto de un láser de CO2 de alta energía en un modelo de avión, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Estudio de láseres de descarga eléctrica de alta energía en el marco del programa "Terra-3":
Los PDL de descarga eléctrica reutilizables requerían una fuente de corriente eléctrica pulsada muy potente y compacta. Como tal fuente, se decidió utilizar generadores magnéticos explosivos, cuyo desarrollo fue llevado a cabo por el equipo VNIIEF dirigido por A. I. Pavlovsky para otros fines. Cabe señalar que A. D. Sakharov también estuvo en el origen de estas obras. Los generadores magnéticos explosivos (de lo contrario, se denominan generadores magneto-acumulativos), al igual que los láseres PD convencionales, se destruyen durante el funcionamiento cuando su carga explota, pero su costo es muchas veces menor que el costo de un láser. Los generadores magnéticos explosivos, especialmente diseñados para láseres de fotodisociación química de descarga eléctrica por A. I. Pavlovsky y sus colegas, contribuyeron a la creación en 1974 de un láser experimental con una energía de radiación por pulso de aproximadamente 90 kJ. Las pruebas de este láser se completaron en 1975.
En 1975, un grupo de diseñadores del Luch Central Design Bureau, encabezado por VK Orlov, propuso abandonar los láseres WFD explosivos con un esquema de dos etapas (SRS) y reemplazarlos por láseres PD de descarga eléctrica. Esto requirió la próxima revisión y ajuste del proyecto del complejo. Se suponía que debía utilizar un láser FO-13 con una energía de pulso de 1 mJ.
Grandes láseres de descarga eléctrica ensamblados por VNIIEF.
Investigación de láseres controlados por haz de electrones de alta energía en el marco del programa "Terra-3":
El trabajo en un láser de pulso de frecuencia 3D01 de una clase de megavatios con ionización por un haz de electrones comenzó en la Oficina Central de Diseño "Luch" por iniciativa y con la participación de NG Basov y luego se separó en una dirección separada en el OKB "Raduga "(más tarde - GNIILTs" Raduga ") bajo el liderazgo de G. G. Dolgova-Savelyeva. En un trabajo experimental en 1976 con un láser de CO2 controlado por haz de electrones, se logró una potencia promedio de alrededor de 500 kW con una tasa de repetición de hasta 200 Hz. Se utilizó un esquema con un bucle dinámico de gas "cerrado". Más tarde, se creó un láser de pulso de frecuencia mejorado KS-10 (Oficina Central de Diseño "Astrophysics", NV Cheburkin).
Láser de electroionización de pulsos de frecuencia 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Complejo de tiro científico y experimental 5N76 "Terra-3":
En 1966, la Oficina de Diseño de Vympel, bajo el liderazgo de OA Ushakov, comenzó el desarrollo de un borrador de diseño para el complejo poligonal experimental Terra-3. El trabajo en el diseño preliminar continuó hasta 1969. El ingeniero militar NN Shakhonsky fue el supervisor inmediato del desarrollo de las estructuras. El despliegue del complejo se planeó en el sitio de defensa antimisiles en Sary-Shagan. El complejo estaba destinado a realizar experimentos sobre la destrucción de ojivas de misiles balísticos con láseres de alta energía. El proyecto del complejo se corrigió repetidamente en el período de 1966 a 1975. Desde 1969, el diseño del complejo Terra-3 ha sido realizado por el Luch Central Design Bureau bajo el liderazgo de MG Vasin. Se suponía que el complejo se crearía utilizando un láser Raman de dos etapas con el láser principal ubicado a una distancia considerable (aproximadamente 1 km) del sistema de guía. Esto se debió al hecho de que en los láseres VFD, al emitir, se suponía que usaba hasta 30 toneladas de explosivo, lo que podría tener un impacto en la precisión del sistema de guía. También era necesario asegurar la ausencia de acción mecánica de los fragmentos de láseres VFD. Se suponía que la radiación del láser Raman al sistema de guía se transmitía a través de un canal óptico subterráneo. Se suponía que debía usar el láser AZh-7T.
En 1969, en el GNIIP No. 10 del Ministerio de Defensa de la URSS (unidad militar 03080, campo de entrenamiento de defensa antimisiles de Sary-Shagan) en el sitio No. 38 (unidad militar 06544), comenzó la construcción de instalaciones para trabajos experimentales sobre temas de láser. En 1971, la construcción del complejo se suspendió temporalmente por razones técnicas, pero en 1973, probablemente después de ajustar el proyecto, se reanudó.
Las razones técnicas (de acuerdo con la fuente - Zarubin PV "Académico Basov …") consistieron en el hecho de que a una longitud de onda de micrones de radiación láser era prácticamente imposible enfocar el rayo en un área relativamente pequeña. Aquellos. si el objetivo está a una distancia de más de 100 km, entonces la divergencia angular natural de la radiación láser óptica en la atmósfera como resultado de la dispersión es de 0, 0001 grados. Este fue establecido en el Instituto de Óptica Atmosférica de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de la URSS en Tomsk, especialmente creado para asegurar la implementación del programa para la creación de armas láser, que fue encabezado por Acad. V. E. Zuev. De esto se siguió que el punto de radiación láser a una distancia de 100 km tendría un diámetro de al menos 20 metros, y la densidad de energía en un área de 1 cm cuadrado con una energía de fuente láser total de 1 MJ sería menor de 0,1 J / cm 2. Esto es muy poco: para golpear un cohete (para crear un agujero de 1 cm2 en él, despresurizándolo), se requiere más de 1 kJ / cm2. Y si inicialmente se suponía que usaría láseres VFD en el complejo, luego de identificar el problema con el enfoque del haz, los desarrolladores comenzaron a inclinarse hacia el uso de láseres combinados de dos etapas basados en la dispersión Raman.
El diseño del sistema de guía fue realizado por GOI (P. P. Zakharov) junto con LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). El soporte giratorio de alta precisión se creó en la planta bolchevique. Los accionamientos de alta precisión y las cajas de cambios sin holgura para los cojinetes giratorios fueron desarrollados por el Instituto Central de Investigación de Automatización e Hidráulica con la participación de la Universidad Técnica Estatal Bauman de Moscú. El camino óptico principal se hizo completamente en espejos y no contenía elementos ópticos transparentes que pudieran ser destruidos por la radiación.
En 1975, un grupo de diseñadores del Luch Central Design Bureau, encabezado por VK Orlov, propuso abandonar los láseres WFD explosivos con un esquema de dos etapas (SRS) y reemplazarlos por láseres PD de descarga eléctrica. Esto requirió la próxima revisión y ajuste del proyecto del complejo. Se suponía que debía utilizar un láser FO-13 con una energía de pulso de 1 mJ. En última instancia, las instalaciones con láseres de combate nunca se completaron ni se pusieron en funcionamiento. Se construyó y utilizó únicamente el sistema de guiado del complejo.
El académico de la Academia de Ciencias de la URSS BV Bunkin (NPO Almaz) fue designado diseñador general del trabajo experimental en el "objeto 2506" (el complejo "Omega" de armas de defensa antiaérea - CWS PSO), en el "objeto 2505" (CWS ABM y PKO "Terra -3") - Miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de la URSS ND Ustinov ("Oficina Central de Diseño" Luch "). Supervisor científico - Vicepresidente de la Academia de Ciencias de la URSS Académico EP Velikhov. De la unidad militar 03080 por El análisis del funcionamiento de los primeros prototipos de medios láser de PSO y defensa antimisiles estuvo a cargo del jefe del 4 ° departamento del 1 ° departamento, el ingeniero-teniente coronel GISemenikhin. A partir del 4 ° GUMO desde 1976, control del desarrollo y prueba de armas y equipos militares sobre nuevos principios físicos utilizando láseres fue realizado por el jefe del departamento, quien fue galardonado en 1980 con el Premio Lenin por este ciclo de trabajo, el coronel YV Rubanenko. La construcción estaba en marcha en el "objeto 2505" ("Terra- 3 "), en primer lugar, en el puesto de control y disparo (KOP) 5Ж16К y en las zonas" G "y" D ". Ya en noviembre de 1973, se llevó a cabo la primera operación de combate experimental en el KOP. Trabajar en las condiciones del vertedero. En 1974, para resumir el trabajo realizado en la creación de armas sobre nuevos principios físicos, se organizó una exposición en el campo de pruebas en la "Zona G" mostrando las últimas herramientas desarrolladas por toda la industria de la URSS en esta área. La exposición fue visitada por el Ministro de Defensa de la URSS Mariscal de la Unión Soviética A. A. Grechko. El trabajo de combate se llevó a cabo utilizando un generador especial. La tripulación de combate estaba dirigida por el teniente coronel I. V. Nikulin. Por primera vez en el sitio de prueba, un objetivo del tamaño de una moneda de cinco kopeks fue alcanzado por un láser a corta distancia.
El diseño inicial del complejo Terra-3 en 1969, el diseño final en 1974 y el volumen de los componentes implementados del complejo. (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres y sistemas láser de alta energía en la URSS. Presentación. 2011).
Los éxitos lograron un trabajo acelerado en la creación de un complejo láser de combate experimental 5N76 "Terra-3". El complejo consistía en el edificio 41 / 42V (edificio sur, a veces llamado "sitio 41"), que albergaba un centro de comando e informática basado en tres computadoras M-600, un localizador láser preciso 5N27, un análogo del LE-1 / 5N26 localizador láser (ver arriba), sistema de transmisión de datos, sistema de tiempo universal, sistema de equipamiento técnico especial, comunicaciones, señalización. El trabajo de prueba en esta instalación fue realizado por el quinto departamento del tercer complejo de pruebas (jefe del departamento, coronel I. V. Nikulin). Sin embargo, en el complejo 5N76, el cuello de botella fue el retraso en el desarrollo de un potente generador especial para la implementación de las características técnicas del complejo. Se decidió instalar un módulo generador experimental (¿un simulador con láser de CO2?) Con las características logradas para probar el algoritmo de combate. Fue necesario construir para este módulo el edificio 6A (edificio sur-norte, a veces llamado "Terra-2") no lejos del edificio 41 / 42B. El problema del generador especial nunca se resolvió. La estructura para el láser de combate se erigió al norte del "Sitio 41", un túnel con comunicaciones y un sistema de transmisión de datos conducía a él, pero no se llevó a cabo la instalación del láser de combate.
La instalación del láser de rango experimental consistió en los láseres reales (rubí: una matriz de 19 láseres de rubí y un láser de CO2), un sistema de guía y confinamiento del rayo, un complejo de información diseñado para garantizar el funcionamiento del sistema de guía, así como un localizador láser de alta precisión 5H27, diseñado para la determinación precisa de objetivos de coordenadas. Las capacidades del 5N27 hicieron posible no solo determinar el rango al objetivo, sino también obtener características precisas a lo largo de su trayectoria, la forma del objeto, su tamaño (información no coordinada). Con la ayuda de 5N27, se llevaron a cabo observaciones de objetos espaciales. El complejo llevó a cabo pruebas sobre el efecto de la radiación en el objetivo, apuntando el rayo láser al objetivo. Con la ayuda del complejo, se llevaron a cabo estudios para dirigir el rayo de un láser de baja potencia hacia objetivos aerodinámicos y para estudiar los procesos de propagación de un rayo láser en la atmósfera.
Las pruebas del sistema de guía comenzaron en 1976-1977, pero el trabajo en los principales láseres de disparo no abandonó la etapa de diseño, y después de una serie de reuniones con el Ministro de Industria de Defensa de la URSS SA Zverev, se decidió cerrar Terra. - 3 ". En 1978, con el consentimiento del Ministerio de Defensa de la URSS, se cerró oficialmente el programa para la creación del complejo 5N76 "Terra-3".
La instalación no se puso en funcionamiento y no funcionó en su totalidad, no resolvió misiones de combate. La construcción del complejo no se completó por completo: el sistema de guía se instaló por completo, se instalaron los láseres auxiliares del localizador del sistema de guía y el simulador de haz de fuerza. En 1989, el trabajo en temas de láser comenzó a reducirse. En 1989, por iniciativa de Velikhov, se mostró la instalación de Terra-3 a un grupo de científicos estadounidenses.
Esquema de construcción 41 / 42V del complejo 5N76 "Terra-3".
La parte principal del edificio 41 / 42B del complejo 5H76 "Terra-3" es el telescopio del sistema de guía y la cúpula protectora, la fotografía fue tomada durante una visita a la instalación por la delegación estadounidense en 1989.
El sistema de guía del complejo "Terra-3" con un localizador láser (Zarubin PV, Polskikh SV De la historia de la creación de láseres de alta energía y sistemas láser en la URSS. Presentación. 2011).
Estado: la URSS
- 1964 - N. G. Basov y O. N. Krokhin formularon la idea de golpear el GS BR con un láser.
- Otoño de 1965 - una carta al Comité Central del PCUS sobre la necesidad de un estudio experimental de defensa contra misiles láser.
- 1966 - inicio de los trabajos en el marco del programa Terra-3.
- 10 de octubre de 1984 - el localizador láser 5N26 / LE-1 midió los parámetros del objetivo - la nave espacial reutilizable Challenger (EE. UU.). En el otoño de 1983, el mariscal de la Unión Soviética DF Ustinov sugirió que el comandante de las Tropas ABM y PKO Yu. Votintsev usara un complejo láser para acompañar al "transbordador". En ese momento, un equipo de 300 especialistas estaba realizando mejoras en el complejo. Esto fue informado por Yu. Votintsev al Ministro de Defensa. El 10 de octubre de 1984, durante el decimotercer vuelo del transbordador Challenger (EE. UU.), Cuando sus órbitas orbitales tuvieron lugar en el área del sitio de prueba de Sary-Shagan, el experimento tuvo lugar cuando la instalación láser estaba operando en la detección modo con la mínima potencia de radiación. La altitud orbital de la nave espacial en ese momento era de 365 km, el rango de detección y seguimiento inclinado era de 400-800 km. El complejo de medición de radar Argun emitió una designación precisa del objetivo de la instalación láser.
Como la tripulación del Challenger informó más tarde, durante el vuelo sobre el área de Balkhash, el barco desconectó repentinamente la comunicación, hubo fallas en el equipo y los propios astronautas se sintieron mal. Los estadounidenses comenzaron a resolverlo. Pronto se dieron cuenta de que la tripulación había sido sometida a algún tipo de influencia artificial de la URSS y declararon una protesta oficial. Sobre la base de consideraciones humanas, en el futuro, la instalación láser, e incluso parte de los complejos de ingeniería de radio del sitio de prueba, que tienen un alto potencial energético, no se utilizaron para escoltar a los transbordadores. En agosto de 1989, se mostró a la delegación estadounidense parte de un sistema láser diseñado para apuntar con un láser a un objeto.
