Hasta la segunda década de este siglo, tres direcciones de desarrollo pasaron y ahora se persiguen en la industria del planeta: vapor, electrón, átomo. “Actualmente, el mundo avanza hacia el cuarto nivel, basado en tecnologías de fotones”, señaló el reconocido jefe de la industria de defensa nacional, jefe del grupo de trabajo No. 19 del Consejo Científico y Técnico de la Comisión Militar-Industrial. bajo el gobierno de la Federación de Rusia, académico del Instituto de Aviación de Moscú Alexei Shulunov, “estas tecnologías utilizan las propiedades de los fotones, partículas que no tienen masa ni carga en reposo, lo que hace posible superar las limitaciones físicas fundamentales de la electrónica" clásica ". Una de sus áreas más importantes es la radiofotónica”.
En Occidente, la radiofotónica se denota con el término mwp-microondasphotonics, en Rusia, a sugerencia del académico de la Academia de Ciencias de Rusia Yuri Vasilievich Gulyaev y del académico del Instituto de Aviación de Moscú Alexei Nikolaevich Shulunov, se adopta el término "radiofotónica", que ya es aceptado por algunos expertos occidentales.
Se basa en la modulación de la radiación láser con una señal de microondas para posteriores transformaciones ya en el rango óptico. Reemplazar un electrón con un fotón permite mejorar el diseño funcional de los equipos de radio, eliminar los problemas de compatibilidad electromagnética, aumentar la velocidad y el volumen de transferencia de información en varios órdenes de magnitud, reducir significativamente el peso, las dimensiones y la potencia. consumo, por ejemplo, de los mismos radares de largo y ultra largo alcance.
"La comprensión de la inevitabilidad de reemplazar las soluciones de circuitos electrónicos por radio-fotónicas", señala Aleksey Nikolaevich, "vino en relación con el logro de las características tecnológicas limitantes de la microelectrónica integrada, la transición a dimensiones más pequeñas de componentes debido a una disminución múltiple en la longitud de las ondas ópticas ".
Estados Unidos, la UE, Japón, Corea del Sur y China son los líderes mundiales en tecnologías de radiofotones.
TENEMOS AÚN LOS AVANZADOS CON SCRIPP
“Fui testigo y participé en la transición de la industria radioelectrónica del vacío al estado sólido, que tuvo lugar en la URSS y en el mundo desde finales de los 50 hasta principios de los 60 del siglo pasado”, dice Alexei Shulunov, “pero en Al comienzo del nuevo siglo, noté que en el mundo ya hay una transición grandiosa hacia las nuevas tecnologías - radio-fotónicas, primero tecnologías de componentes discretos, y desde 2012-2014 - hacia las integradas. Se están creando nuevos equipos y equipos de medición, se está capacitando al personal, están surgiendo nuevas especialidades y se está organizando una infraestructura de producción completa.
Vale la pena señalar que la primera hoja de ruta de la fotónica comenzó a operar en Rusia desde 2013. En 2016, por decreto del presidente de la Federación de Rusia, Vladimir Putin, se lanzó la segunda edición de la hoja de ruta. La Plataforma de Tecnología Fotónica también entró en vigor. Sin embargo, en uno de los proyectos domésticos del concepto para el desarrollo de la fotónica, se enfatiza que los fondos para el desarrollo e implementación de tecnologías basadas en él son varios órdenes de magnitud menos que para el desarrollo de tecnologías de radioelectrónica. Y esto, según Alexei Shulunov, es un error imperdonable. “Sin cambiar la actitud en el país y los departamentos hacia el desarrollo de nuevas soluciones técnicas fotónicas”, dice Aleksey Shulunov, “en tres o cuatro años, toda la industria rusa, especialmente su industria radioelectrónica, quedará tan rezagada en el desarrollo de estas tecnologías que se dedicará a la sustitución de importaciones, con increíbles dificultades, resolviendo este problema”.
Y en primer lugar, el tema más importante que requiere su solución urgente es el tema de la creación de una base de componentes domésticos para radiofotónica. Su base de componentes se basa en materiales A3B5 (arseniuro de galio, nitruro de galio, fosfito de indio …), que tienen propiedades tanto ópticas como radiotécnicas. Por su creación, el académico de la Academia de Ciencias de Rusia, Zhores Alferov, recibió el Premio Nobel. Sin ellos, es imposible crear equipos radio-fotónicos.
Existen tecnologías separadas en el país para algunos componentes discretos de la radioelectrónica fotónica con el nivel de desarrollo de finales de los 90. Sin embargo, en la ciencia y la industria no existe una base para el rendimiento moderno, discreto e integral en serie, de los componentes fotónicos. El trabajo se ve limitado por la falta de materiales modernos, productos de software para modelar componentes y una financiación extremadamente escasa. Los institutos de investigación científica (SRI) y las oficinas de diseño (KB) de la industria prácticamente no tienen base material e instrumental, así como personal capacitado para desarrollar nuevas tecnologías industriales, creando capacidades para la producción de productos finales.
Solo unas pocas empresas en el complejo nacional de defensa e industria (MIC), algunos institutos de investigación científica poseen plenamente una base tecnológica de producción tan moderna. Sobre la base de componentes discretos de la radiofotónica, se están implementando proyectos separados en el Instituto de Investigación Polyus, el Instituto de Investigación de Física de Semiconductores y el Instituto de Investigación de Automatización y Electrometría de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia, algunos institutos de investigación ubicados en St Petersburg, Perm, Tomsk, en las empresas de JSC RTI. Se están creando prototipos piloto finales separados en JSC KRET, JSC Radar-mms, NPK NIIDAR: un radar de matriz activa en fase (AFAR) de quinta generación que utiliza la última base de componentes de radio-fotones. Y en MEPhI se ha desarrollado una tecnología de ciclo completo hasta la creación de una base de elementos del tamaño adecuado sobre un sustrato.
Sin embargo, en general, el estado de la radiofotónica en el país (la base tecnológica, el potencial de personal disponible, la organización del trabajo), como señaló Alexei Shulunov, claramente requiere una acción activa.
GRUPO DE TRABAJO N ° 19 NTS VPK
En 2012, según Alexei Shulunov, junto con el académico de la Academia de Ciencias de Rusia, director científico del Instituto de Ingeniería de Radio y Electrónica Yuri Gulyaev, plantearon el problema de desarrollar una nueva dirección de electrónica de radio basada en nuevos principios físicos en Rusia.. El primer vicepresidente de la Comisión Militar-Industrial, Yuri Borisov, se familiarizó con el memorando preparado por ellos. Ordenó la creación de un grupo de trabajo núm. 19 de la NTS VPK sobre radiofotónica, encabezado por el académico de la Academia de Ciencias de Rusia Igor Fedorov. Este grupo incluía a científicos y especialistas de varias empresas científicas e industriales de diferentes regiones del país, incluido Aleksey Shulunov. Como resultado, se elaboró un proyecto de plan para el desarrollo y la transición de la ciencia y la industria en Rusia a un nuevo orden tecnológico. El Ministerio de Defensa de la Federación de Rusia se interesó por estos desarrollos y comenzó a apoyarlos. El uso de radio-fotónica en la base de componentes correspondiente, que debe crearse, cambiará la estructura funcional de todos los equipos radioelectrónicos actuales: equipo de guía, detección, reconocimiento y radar.
En 2014, bajo el liderazgo del grupo de trabajo No. 19 de la NTS VPK, RTI llevó a cabo un trabajo de investigación (I + D) para evaluar el estado de la radiofotónica en el mundo y en Rusia, y desarrolló un borrador de programa correspondiente para su desarrollo. Este trabajo mostró que para superar nuestro retraso, los costos anuales requeridos deberían ascender a alrededor de 2 a 3 mil millones de rublos. para investigación y desarrollo de tecnologías y 6-7 mil millones de rublos. - para reequipamiento técnico y equipamiento con dispositivos de medición, sin contar la formación y prácticas del personal.
EN LÍDERES - VETERANO RADIOELECTRÓNICO
El Grupo No. 19 y Aleksey Shulunov evaluaron directamente el potencial de varias empresas de defensa nacionales en la industria radioelectrónica para el desarrollo y una mayor promoción de las tecnologías de radio-fotones. En todos los aspectos, el instituto de investigación más antiguo del país para las comunicaciones por radio de larga distancia se ha convertido en la empresa principal de la nueva industria. Por lo tanto, Alexey Shulunov, además de trabajar en el grupo de trabajo No. 19 del complejo militar-industrial, dirigió el laboratorio de radiofotónica en NIIDAR. “Actualmente tenemos todos los radares, incluida la alerta temprana, que son de banda relativamente estrecha”, dijo Aleksey Nikolayevich, quien cumplió 80 años en diciembre de 2017. - En los radares de banda ancha que utilizan una base de componentes de radio-fotones, puede obtener hasta el 90% de la información sobre el objetivo que se encuentra, averiguar qué se encuentra en el aire o en el espacio exterior: un avión, un cohete, un fragmento, un meteorito. Dichos radares de diversos rangos y potencias, incluida la alerta temprana, adquieren las propiedades de complejos capaces de crear un retrato de un objeto detectado por un radar, que actualmente solo es capaz de un enorme complejo radioóptico para reconocer objetos espaciales "Krona" de el Sistema Nacional de Control Espacial (SKKP) en el monte Chapal en Karachay-Cherkessia. Y con la tecnología de microchip de radio-fotones, habrá una reducción radical en el tamaño, peso, consumo de energía del complejo de hardware del radar y un aumento significativo en sus características tácticas. Sólo los sistemas de antenas de tamaño impresionante permanecerán de los radares gigantes de los sistemas de alerta temprana, SKKP, PRN ".
En el laboratorio NIIDAR ya se ha creado un radar experimental de banda X con un heterodino óptico, que puede sintonizarse en la más amplia gama de ondas de radio. Este es un dispositivo único. El receptor permite unificar soluciones de hardware en cualquier canal receptor de radar de prácticamente todos los rangos de frecuencia. Él solo puede operar en varias antenas receptoras. Gracias a la tecnología de radio-fotones, el tamaño del equipo se reducirá significativamente y su confiabilidad aumentará.
También se ha creado en NIIDAR el centro científico y temático No. 5, cuya tarea es cubrir y organizar de manera integral el trabajo en todas las áreas de las tareas de creación de la industria de la radio fotónica. De hecho, puede que ya sea un órgano de trabajo de la Comisión Interdepartamental del Presidente de la Federación de Rusia para el Desarrollo Innovador de Rusia. Las tareas técnicas del centro incluyen la participación en la creación de una base de componentes integrales y discretos, la creación de nuevos equipos de radio y sistemas de ingeniería de radio, temas de metrología y estandarización, cooperación internacional, incluso con los países BRICS, y una serie de otros temas en fotónica de radio. La empresa radioelectrónica más antigua y respetada de Rusia y del mundo, como señaló Alexei Shulunov, tiene todas las posibilidades para tal trabajo. Solo es necesario unir esfuerzos en la transición a nuevas tecnologías en la industria, para que el programa estatal sea realmente viable y para controlar su implementación de manera estatal. Al aplicar la radiofotónica a tareas específicas de creación de radares, la empresa ya está desarrollando tecnologías para una amplia gama de productos militares y civiles.
Entonces, la transición a las últimas tecnologías, que son esenciales para la defensa del estado ruso, que permitirá crear armas electrónicas perfectas y mantenerse al día con los "socios", se está produciendo, entre otras cosas, gracias al talentos del ingeniero Alexei Shulunov.
