Programma di ricerca di laser ad alta energia nell'interesse della difesa missilistica/complesso scientifico e sperimentale. L'idea di utilizzare un laser ad alta energia per distruggere i missili balistici nella fase finale delle testate fu formulata nel 1964 da NG Basov e ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). Nell'autunno del 1965, N. G. Basov, direttore scientifico di VNIIEF Yu. B. Khariton, vicedirettore del GOI per il lavoro scientifico E. N. Tsarevsky e capo progettista dell'ufficio di progettazione Vympel G. V. Kisunko ha inviato una nota al Comitato centrale del PCUS. sulla fondamentale possibilità di colpire testate di missili balistici con radiazioni laser e ha proposto di dispiegare un appropriato programma sperimentale. La proposta è stata approvata dal Comitato centrale del PCUS e il programma di lavoro sulla creazione di un'unità di fuoco laser per compiti di difesa missilistica, preparato congiuntamente da OKB Vympel, FIAN e VNIIEF, è stato approvato con una decisione del governo nel 1966.
Le proposte si basavano sullo studio del LPI sui laser a fotodissociazione ad alta energia (PDL) basati su ioduri organici e sulla proposta di VNIIEF sul "pompaggio" dei PDL "alla luce di una forte onda d'urto creata in un gas inerte da un'esplosione". Anche lo State Optical Institute (GOI) ha aderito ai lavori. Il programma è stato chiamato "Terra-3" e prevedeva la creazione di laser con un'energia superiore a 1 MJ, nonché la creazione di un complesso laser di fuoco scientifico e sperimentale (NEC) 5N76 sulla base del campo di addestramento di Balkhash, dove le idee di un sistema laser per la difesa missilistica dovevano essere testate in condizioni naturali. N. G. Basov è stato nominato supervisore scientifico del programma "Terra-3".
Nel 1969, dal Vympel Design Bureau, il team SKB si separò, sulla base del quale fu formato il Luch Central Design Bureau (in seguito NPO Astrofisica), a cui fu affidata l'attuazione del programma Terra-3.
Resti di costruzione 41 / 42B con un complesso di localizzatore laser 5H27 di un complesso di tiro 5H76 "Terra-3", foto 2008
Complesso scientifico sperimentale "Terra-3" secondo le idee americane. Negli Stati Uniti si riteneva che il complesso fosse destinato a bersagli anti-satellite con il futuro passaggio alla difesa missilistica. Il disegno è stato presentato per la prima volta dalla delegazione americana ai colloqui di Ginevra nel 1978. Veduta da sud-est.
Telescopio TG-1 del localizzatore laser LE-1, sito di prova Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Il programma Terra-3 includeva:
- Ricerca fondamentale nel campo della fisica dei laser;
- Sviluppo della tecnologia laser;
- Sviluppo e collaudo di "grandi" "macchine" sperimentali laser;
- Studi dell'interazione di potenti radiazioni laser con materiali e determinazione della vulnerabilità delle apparecchiature militari;
- Studio della propagazione di potenti radiazioni laser nell'atmosfera (teoria ed esperimento);
- Ricerca sull'ottica laser e sui materiali ottici e sviluppo di tecnologie ottiche "di potenza";
- Lavori nel campo del raggio laser;
- Sviluppo di metodi e tecnologie per la guida del raggio laser;
- Creazione e costruzione di nuovi istituti e imprese scientifiche, di progettazione, produzione e sperimentazione;
- Formazione di studenti universitari e laureati nel campo della fisica e della tecnologia laser.
Il lavoro nell'ambito del programma Terra-3 si è sviluppato in due direzioni principali: raggio laser (incluso il problema della selezione del bersaglio) e distruzione laser delle testate dei missili balistici. Il lavoro sul programma è stato preceduto dai seguenti risultati: nel 1961.nacque l'idea reale di creare laser a fotodissociazione (Rautian e Sobelman, FIAN) e nel 1962 iniziarono gli studi di raggio laser presso OKB Vympel insieme a FIAN e fu anche proposto di utilizzare la radiazione del fronte d'onda d'urto per ottiche pompaggio del laser (Krokhin, FIAN, 1962 G.). Nel 1963, il Vympel Design Bureau iniziò a sviluppare un progetto per il localizzatore laser LE-1. Dopo l'inizio dei lavori sul programma Terra-3, nel corso di diversi anni sono state superate le seguenti fasi:
- 1965 - iniziarono gli esperimenti con laser a fotodissociazione ad alta energia (VFDL), fu raggiunta una potenza di 20 J (FIAN e VNIIEF);
- 1966 - è stata ottenuta un'energia di impulso di 100 J con VFDL;
- 1967 - è stato selezionato un diagramma schematico del localizzatore laser sperimentale LE-1 (OKB "Vympel", FIAN, GOI);
- 1967 - l'energia dell'impulso di 20 KJ è stata ottenuta con VFDL;
- 1968 - l'energia dell'impulso di 300 KJ è stata ottenuta con VFDL;
- 1968 - iniziarono i lavori su un programma per studiare gli effetti della radiazione laser su oggetti e vulnerabilità dei materiali, il programma fu completato nel 1976;
- 1968 - inizia la ricerca e la creazione di laser ad alta energia HF, CO2, CO (FIAN, Luch - Astrofisica, VNIIEF, GOI, ecc.), il lavoro viene completato nel 1976.
- 1969 - con VFDL ha ricevuto un'energia in un impulso di circa 1 MJ;
- 1969 - viene completato lo sviluppo del localizzatore LE-1 e viene rilasciata la documentazione;
- 1969 - viene avviato lo sviluppo di un laser a fotodissociazione (PDL) con pompaggio per irraggiamento di una scarica elettrica;
- 1972 - per svolgere un lavoro sperimentale sui laser (al di fuori del programma "Terra-3") si è deciso di creare un centro di ricerca interdipartimentale di OKB "Raduga" con una gamma di laser (in seguito - CDB "Astrofisica").
- 1973 - viene avviata la produzione industriale di VFDL - FO-21, F-1200, FO-32;
- 1973 - nel sito di test di Sary-Shagan iniziò l'installazione di un complesso laser sperimentale con un localizzatore LE-1, iniziò lo sviluppo e il test del LE-1;
- 1974 - vengono creati i sommatori SRS della serie AZ (FIAN, "Luch" - "Astrophysics");
- 1975 - è stato creato un potente PDL pompato elettricamente, potenza - 90 KJ;
- 1976 - viene realizzato un laser CO2 ad elettroionizzazione da 500 kW (Luch - Astrofisica, FIAN);
- 1978 - il localizzatore LE-1 è stato testato con successo, sono stati effettuati test su aerei, testate di missili balistici e satelliti;
- 1978 - sulla base del Central Design Bureau "Luch" e del MNIC OKB "Raduga", è stata costituita la NPO "Astrophysics" (al di fuori del programma "Terra-3"), Direttore Generale - IV Ptitsyn, General Designer - ND Ustinov (figlio di D. F. Ustinov).
La visita del ministro della Difesa dell'URSS D. F. Ustinov e dell'accademico A. P. Aleksandrov all'OKB "Raduga", fine anni '70. (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
FIAN ha studiato un nuovo fenomeno nel campo dell'ottica laser non lineare: l'inversione del fronte d'onda della radiazione. Questa è una grande scoperta
consentito in futuro in un approccio completamente nuovo e di grande successo per risolvere una serie di problemi nella fisica e nella tecnologia dei laser ad alta potenza, principalmente i problemi di formazione di un raggio estremamente stretto e il suo puntamento ultra preciso su un bersaglio. Per la prima volta, è stato nel programma Terra-3 che gli specialisti di VNIIEF e FIAN hanno proposto di utilizzare l'inversione del fronte d'onda per mirare e fornire energia a un bersaglio.
Nel 1994, NG Basov, rispondendo a una domanda sui risultati del programma laser Terra-3, disse: Bene, abbiamo stabilito fermamente che nessuno può abbattere
una testata missilistica balistica con raggio laser, e abbiamo fatto grandi progressi nei laser…”.
L'accademico E. Velikhov parla al consiglio scientifico e tecnico. In prima fila, in grigio chiaro, AM Prokhorov è il supervisore scientifico del programma "Omega". Fine anni '70. (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Sottoprogrammi e direzioni di ricerca "Terra-3":
Complesso 5N26 con un localizzatore laser LE-1 nell'ambito del programma Terra-3:
La potenziale possibilità dei localizzatori laser di fornire una precisione particolarmente elevata delle misurazioni della posizione del bersaglio è stata studiata dal Vympel Design Bureau dal 1962. -È stata presentata la Commissione industriale (MIC, l'ente governativo del complesso militare-industriale dell'URSS) un progetto per creare un localizzatore laser sperimentale per la difesa missilistica, che ha ricevuto il nome in codice LE-1. La decisione di creare un'installazione sperimentale nel sito di prova di Sary-Shagan con un'autonomia fino a 400 km è stata approvata nel settembre 1963. Nel 1964-1965. il progetto era in fase di sviluppo presso il Vympel Design Bureau (laboratorio di G. E. Tikhomirov). La progettazione dei sistemi ottici del radar è stata eseguita dall'Istituto ottico statale (laboratorio di P. P. Zakharov). La costruzione della struttura è iniziata alla fine degli anni '60.
Il progetto si basava sul lavoro di FIAN sulla ricerca e sviluppo di laser a rubino. Il localizzatore doveva cercare i bersagli in breve tempo nel "campo di errore" dei radar, che forniva la designazione del bersaglio al localizzatore laser, che in quel momento richiedeva potenze medie molto elevate dell'emettitore laser. La scelta finale della struttura del localizzatore ha determinato il reale stato di lavoro sui laser a rubino, i cui parametri realizzabili si sono rivelati in pratica notevolmente inferiori a quelli originariamente ipotizzati: la potenza media di un laser invece della prevista 1 kW era in quegli anni circa 10 W. Esperimenti condotti nel laboratorio di N. G. Basov presso l'Istituto di fisica Lebedev hanno dimostrato che aumentare la potenza amplificando successivamente il segnale laser in una catena (cascata) di amplificatori laser, come inizialmente previsto, è possibile solo fino a un certo livello. Radiazioni troppo potenti hanno distrutto i cristalli laser stessi. Sono sorte anche difficoltà associate alle distorsioni termo-ottiche della radiazione nei cristalli. A questo proposito, è stato necessario installare nel radar non uno, ma 196 laser funzionanti alternativamente a una frequenza di 10 Hz con un'energia per impulso di 1 J. La potenza di radiazione media totale del trasmettitore laser multicanale del localizzatore era di circa 2kW. Ciò ha portato a una significativa complicazione del suo schema, che era multipath sia quando emetteva che quando registrava un segnale. Era necessario creare dispositivi ottici ad alta precisione ad alta velocità per la formazione, la commutazione e la guida di 196 raggi laser, che determinavano il campo di ricerca nello spazio bersaglio. Nel dispositivo di ricezione del localizzatore è stata utilizzata una matrice di 196 PMT appositamente progettati. Il compito è stato complicato da errori associati a sistemi ottico-meccanici mobili di grandi dimensioni del telescopio e interruttori ottico-meccanici del localizzatore, nonché da distorsioni introdotte dall'atmosfera. La lunghezza totale del percorso ottico del localizzatore raggiungeva i 70 m e comprendeva molte centinaia di elementi ottici: lenti, specchi e lastre, compresi quelli mobili, il cui allineamento reciproco doveva essere mantenuto con la massima precisione.
Laser trasmittenti del localizzatore LE-1, sito di prova Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia nell'URSS. Presentazione. 2011).
Parte del percorso ottico del localizzatore laser LE-1, il sito di prova Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Nel 1969, il progetto LE-1 fu trasferito al Luch Central Design Bureau del Ministero dell'Industria della Difesa dell'URSS. ND Ustinov è stato nominato capo progettista della LE-1. 1970-1971 lo sviluppo del localizzatore LE-1 è stato completato nel suo complesso. Un'ampia cooperazione di imprese dell'industria della difesa ha preso parte alla creazione del localizzatore: grazie agli sforzi di LOMO e dell'impianto di Leningrado "Bolshevik", è stato creato un telescopio unico in termini di parametri complessi TG-1 per LE-1, il capo progettista del telescopio era BK Ionesiani (LOMO). Questo telescopio con un diametro dello specchio principale di 1,3 m ha fornito un'elevata qualità ottica del raggio laser quando operava a velocità e accelerazioni centinaia di volte superiori a quelle dei classici telescopi astronomici. Sono state create molte nuove unità radar: sistemi di scansione e commutazione di precisione ad alta velocità per il controllo del raggio laser, fotorilevatori, unità di elaborazione e sincronizzazione del segnale elettronico e altri dispositivi. Il controllo del localizzatore era automatico tramite tecnologia informatica; il localizzatore era collegato alle stazioni radar del poligono mediante linee di trasmissione dati digitali.
Con la partecipazione del Geofizika Central Design Bureau (D. M. Khorol), è stato sviluppato un trasmettitore laser, che includeva 196 laser all'epoca molto avanzati, un sistema per il loro raffreddamento e alimentazione. Per LE-1, è stata organizzata la produzione di cristalli di rubino laser di alta qualità, cristalli KDP non lineari e molti altri elementi. Oltre a ND Ustinov, lo sviluppo di LE-1 è stato guidato da OA Ushakov, G. E. Tikhomirov e S. V. Bilibin.
Capi del complesso militare-industriale dell'URSS nel campo di addestramento di Sary-Shagan, 1974. Al centro con gli occhiali - Il ministro dell'Industria della Difesa dell'URSS SA Zverev, a sinistra - Il ministro della Difesa AA Grechko e il suo vice Yepishev, secondo da sinistra - NG. Basso. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO "Astrofisica". Presentazione. 2009).
Capi del complesso industriale di difesa dell'URSS nel sito LE-1, 1974. Al centro in prima fila - Il ministro della Difesa A. A. Grechko, alla sua destra - N. G. Basov, allora - Ministro dell'industria della difesa dell'URSS S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
La costruzione della struttura iniziò nel 1973. Nel 1974 furono completati i lavori di regolazione e iniziarono i test della struttura con il telescopio TG-1 del localizzatore LE-1. Nel 1975, durante i test, fu raggiunta una posizione sicura di un bersaglio di tipo aereo a una distanza di 100 km e iniziarono i lavori sulla posizione delle testate di missili balistici e satelliti. 1978-1980 Con l'aiuto di LE-1, sono state effettuate misurazioni della traiettoria ad alta precisione e guida di missili, testate e oggetti spaziali. Nel 1979, il localizzatore laser LE-1 come mezzo per misurazioni accurate della traiettoria fu accettato per la manutenzione congiunta dell'unità militare 03080 (GNIIP n. 10 del Ministero della Difesa dell'URSS, Sary-Shagan). Per la creazione del localizzatore LE-1 nel 1980, i dipendenti del Luch Central Design Bureau hanno ricevuto i premi Lenin e di Stato dell'URSS. Lavoro attivo sul localizzatore LE-1, incl. con l'ammodernamento di alcuni circuiti elettronici e di altre apparecchiature, proseguito fino alla metà degli anni '80. Si è lavorato per ottenere informazioni non coordinate sugli oggetti (informazioni sulla forma degli oggetti, per esempio). Il 10 ottobre 1984, il localizzatore laser 5N26 / LE-1 ha misurato i parametri del bersaglio - il veicolo spaziale riutilizzabile Challenger (USA) - vedere la sezione Stato di seguito per maggiori dettagli.
Localizzatore TTX 5N26 / LE-1:
Il numero di laser nel percorso - 196 pezzi.
Lunghezza del percorso ottico - 70 m
Potenza media dell'unità - 2 kW
Portata del localizzatore - 400 km (secondo il progetto)
Precisione di determinazione delle coordinate:
- per portata - non più di 10 m (a seconda del progetto)
- in elevazione - diversi secondi d'arco (secondo il progetto)
Nella parte sinistra dell'immagine satellitare datata 29 aprile 2004, l'edificio del complesso 5N26 con il localizzatore LE-1, in basso a sinistra del radar Argun. 38° sito del poligono di Sary-Shagan
Telescopio TG-1 del localizzatore laser LE-1, sito di prova Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Telescopio TG-1 del localizzatore laser LE-1, sito di test Sary-Shagan (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Presentazione. 2009).
Indagine sui laser a iodio a fotodissociazione (VFDL) nell'ambito del programma "Terra-3".
Il primo laser a fotodissociazione da laboratorio (PDL) è stato creato nel 1964 da J. V. Kasper e G. S. Pimentel. Perché l'analisi ha mostrato che la creazione di un laser a rubino super potente pompato da una lampada flash si è rivelata impossibile, quindi nel 1965 N. G. Basov e O. N. l'idea di utilizzare radiazioni ad alta potenza e ad alta energia dal fronte d'urto allo xeno come sorgente di radiazioni. Si presumeva inoltre che la testata di un missile balistico sarebbe stata sconfitta a causa dell'effetto reattivo della rapida evaporazione sotto l'influenza del laser di una parte del guscio della testata. Tali PDL si basano su un'idea fisica formulata nel 1961 da SG Rautian e IISobelman, che hanno dimostrato teoricamente che è possibile ottenere atomi o molecole eccitati per fotodissociazione di molecole più complesse quando vengono irradiate con un potente (non laser) flusso luminoso… Il lavoro sull'FDL esplosivo (VFDL) nell'ambito del programma "Terra-3" è stato avviato in collaborazione di FIAN (VS Zuev, teoria del VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, esperimenti con VFDL), Central Design Bureau "Luch" con il partecipazione di GOI, GIPH e altre imprese. In breve tempo, il percorso è passato da prototipi di piccole e medie dimensioni a una serie di campioni VFDL unici ad alta energia prodotti da imprese industriali. Una caratteristica di questa classe di laser era la loro disponibilità: il laser VFD è esploso durante il funzionamento, completamente distrutto.
Diagramma schematico dell'operazione VFDL (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia nell'URSS. Presentazione. 2011).
I primi esperimenti con PDL, effettuati nel 1965-1967, diedero risultati molto incoraggianti e alla fine del 1969 a VNIIEF (Sarov) sotto la guida di S. B. testarono PDL con un'energia di impulso di centinaia di migliaia di joule, che era di circa 100 volte superiore a quello di qualsiasi laser conosciuto in quegli anni. Certo, non è stato immediatamente possibile arrivare alla creazione di PDL iodio con energie estremamente elevate. Sono state testate varie versioni del design dei laser. Un passo decisivo nella realizzazione di un progetto funzionale idoneo ad ottenere elevate energie di radiazione fu compiuto nel 1966, quando, a seguito dello studio dei dati sperimentali, fu dimostrato che la proposta degli scienziati FIAN e VNIIEF (1965) di rimuovere il parete di quarzo che separa la sorgente di radiazione della pompa e l'ambiente attivo può essere implementata. Il design generale del laser è stato notevolmente semplificato e ridotto a un guscio a forma di tubo, all'interno o sulla parete esterna della quale si trovava una carica esplosiva allungata, e alle estremità c'erano specchi del risonatore ottico. Questo approccio ha permesso di progettare e testare laser con un diametro della cavità di lavoro superiore a un metro e una lunghezza di decine di metri. Questi laser sono stati assemblati da sezioni standard lunghe circa 3 m.
Un po' più tardi (dal 1967), un team di gas dinamica e laser guidato da VK Orlov, formato presso il Vympel Design Bureau e poi trasferito al Luch Central Design Bureau, è stato impegnato con successo nella ricerca e nella progettazione di un PDL pompato in modo esplosivo. Nel corso del lavoro sono state considerate decine di questioni: dalla fisica della propagazione delle onde d'urto e luminose in un mezzo laser alla tecnologia e compatibilità dei materiali e alla creazione di strumenti e metodi speciali per misurare i parametri di alta radiazione laser di potenza. C'erano anche problemi di tecnologia dell'esplosione: il funzionamento del laser richiedeva di ottenere un fronte dell'onda d'urto estremamente "liscio" e dritto. Questo problema è stato risolto, sono state progettate le cariche e sono stati sviluppati metodi per la loro detonazione, che hanno permesso di ottenere il fronte liscio richiesto dell'onda d'urto. La creazione di questi VFDL ha permesso di iniziare esperimenti per studiare l'effetto della radiazione laser ad alta intensità sui materiali e sulle strutture dei bersagli. Il lavoro del complesso di misurazione è stato fornito dall'Istituto statale di ottica (I. M. Belousova).
Sito di prova per laser VFD VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia nell'URSS. Presentazione. 2011).
Sviluppo di modelli per VFDL Central Design Bureau "Luch" sotto la guida di V. K. Orlov (con la partecipazione di VNIIEF):
- FO-32 - nel 1967 fu ottenuta un'energia di impulso di 20 KJ con un VFDL pompato esplosivo, la produzione commerciale di VFDL FO-32 iniziò nel 1973;
Laser VFD FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser ad alta energia e sistemi laser in URSS. Presentazione. 2011).
- FO-21 - nel 1968, per la prima volta con il VFDL con pompaggio esplosivo, si ottenne un'energia in un impulso di 300 KJ, e sempre nel 1973 fu avviata la produzione industriale del VFDL FO-21;
- F-1200 - nel 1969, per la prima volta con un VFDL pompato in modo esplosivo, fu ottenuta un'energia di impulso di 1 megajoule. Nel 1971 il progetto fu completato e nel 1973 iniziò la produzione industriale del VFDL F-1200;
Probabilmente, il prototipo del laser VFD F-1200 è il primo laser megajoule, assemblato a VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia nell'URSS. Presentazione. 2011) …
Lo stesso WFDL, lo stesso luogo e lo stesso tempo. Le misurazioni mostrano che questo è un telaio diverso.
TTX VFDL:
Indagine sui laser che utilizzano lo scattering Raman (SRS) nell'ambito del programma Terra-3:
La dispersione delle radiazioni dai primi VFDL era insoddisfacente: due ordini di grandezza superiore al limite di diffrazione, che impediva la consegna di energia su distanze significative. Nel 1966, NG Basov e II Sobel'man e collaboratori proposero di risolvere il problema utilizzando uno schema a due stadi: un laser combinatore a diffusione Raman a due stadi (laser Raman), pompato da diversi laser VFDL con "poveri" dispersione. L'elevata efficienza del laser Raman e l'elevata omogeneità del suo mezzo attivo (gas liquefatti) hanno permesso di creare un sistema laser a due stadi altamente efficiente. La ricerca dei laser Raman è stata supervisionata da EM Zemskov (Luch Central Design Bureau). Dopo aver svolto ricerche sulla fisica dei laser Raman presso FIAN e VNIIEF, il "team" del Luch Central Design Bureau nel 1974-1975. ha eseguito con successo nel sito di prova di Sary-Shagan in Kazakistan una serie di esperimenti con un sistema a 2 cascate della serie "AZ" (FIAN, "Luch" - in seguito "Astrofisica"). Dovevano usare grandi ottiche fatte di silice fusa appositamente progettata per garantire la resistenza alle radiazioni dello specchio di uscita del laser Raman. Un sistema raster multi-specchio è stato utilizzato per accoppiare la radiazione dai laser VFDL al laser Raman.
La potenza del laser Raman AZh-4T ha raggiunto 10 kJ per impulso e nel 1975 è stato testato un laser Raman a ossigeno liquido AZh-5T con una potenza dell'impulso di 90 kJ, un'apertura di 400 mm e un'efficienza del 70%. Fino al 1975, il laser AZh-7T doveva essere utilizzato nel complesso Terra-3.
SRS-laser su ossigeno liquido AZh-5T, 1975. L'apertura di uscita del laser è vista di fronte. (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Sistema raster multispecchio utilizzato per immettere la radiazione VDFL in un laser Raman (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia nell'URSS. Presentazione. 2011).
Ottica di vetro distrutta dalla radiazione laser Raman. Sostituito con ottiche al quarzo ad alta purezza (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia nell'URSS. Presentazione. 2011).
Studio dell'effetto della radiazione laser sui materiali nell'ambito del programma "Terra-3":
È stato condotto un vasto programma di ricerca per studiare gli effetti della radiazione laser ad alta energia su una varietà di oggetti. Campioni di acciaio, vari campioni di ottica e vari oggetti applicati sono stati usati come "bersagli". In generale, B. V. Zamyshlyaev ha diretto la direzione degli studi sull'impatto sugli oggetti e A. M. Bonch-Bruevich ha guidato la direzione della ricerca sulla forza delle radiazioni dell'ottica. Il lavoro sul programma è stato svolto dal 1968 al 1976.
L'impatto della radiazione VEL sull'elemento di rivestimento (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Campione di acciaio spessore cm 15. Esposizione a laser a stato solido. (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Influenza della radiazione VEL sull'ottica (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia nell'URSS. Presentazione. 2011).
L'impatto di un laser CO2 ad alta energia su un aeromodello, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Studio di laser ad alta energia a scarica elettrica nell'ambito del programma "Terra-3":
I PDL a scarica elettrica riutilizzabili richiedevano una sorgente di corrente elettrica pulsata molto potente e compatta. Come tale fonte, è stato deciso di utilizzare generatori magnetici esplosivi, il cui sviluppo è stato effettuato dal team VNIIEF guidato da A. I. Pavlovsky per altri scopi. Va notato che anche A. D. Sakharov fu all'origine di queste opere. I generatori magnetici esplosivi (altrimenti sono chiamati generatori magneto-cumulativi), proprio come i laser PD convenzionali, vengono distrutti durante il funzionamento quando la loro carica esplode, ma il loro costo è molte volte inferiore al costo di un laser. I generatori esplosivi magnetici, appositamente progettati per laser a fotodissociazione chimica a scarica elettrica da A. I. Pavlovsky e colleghi, hanno contribuito alla creazione nel 1974 di un laser sperimentale con un'energia di radiazione per impulso di circa 90 kJ. I test di questo laser sono stati completati nel 1975.
Nel 1975, un gruppo di progettisti del Luch Central Design Bureau, guidato da VK Orlov, propose di abbandonare i laser esplosivi WFD con uno schema a due stadi (SRS) e di sostituirli con laser PD a scarica elettrica. Ciò ha richiesto la successiva revisione e adeguamento del progetto del complesso. Doveva usare un laser FO-13 con un'energia di impulso di 1 mJ.
Grandi laser a scarica elettrica assemblati da VNIIEF.
Indagine su laser ad alta energia controllati da fascio di elettroni nell'ambito del programma "Terra-3":
I lavori su un laser a impulsi di frequenza 3D01 di una classe di megawatt con ionizzazione da parte di un raggio di elettroni sono iniziati presso il Central Design Bureau "Luch" su iniziativa e con la partecipazione di NG Basov e successivamente si sono spostati in una direzione separata presso l'OKB "Raduga " (in seguito - GNIILTs "Raduga") sotto la guida di G. G. Dolgova-Savelyeva. In un lavoro sperimentale nel 1976 con un laser CO2 controllato da un raggio di elettroni, è stata raggiunta una potenza media di circa 500 kW con una frequenza di ripetizione fino a 200 Hz. È stato utilizzato uno schema con un circuito gas-dinamico "chiuso". Successivamente, è stato creato un laser a impulsi di frequenza migliorato KS-10 (Central Design Bureau "Astrophysics", NV Cheburkin).
Laser a elettroionizzazione ad impulsi di frequenza 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Complesso di tiro scientifico e sperimentale 5N76 "Terra-3":
Nel 1966, il Vympel Design Bureau, sotto la guida di OA Ushakov, iniziò lo sviluppo di una bozza di progetto per il complesso poligonale sperimentale Terra-3. Il lavoro sulla bozza del progetto continuò fino al 1969. L'ingegnere militare NN Shakhonsky fu l'immediato supervisore dello sviluppo delle strutture. Il dispiegamento del complesso è stato pianificato presso il sito di difesa missilistica di Sary-Shagan. Il complesso era destinato alla conduzione di esperimenti sulla distruzione di testate di missili balistici con laser ad alta energia. Il progetto del complesso è stato più volte corretto nel periodo 1966-1975. Dal 1969, la progettazione del complesso Terra-3 è stata eseguita dal Luch Central Design Bureau sotto la guida di MG Vasin. Il complesso doveva essere realizzato utilizzando un laser Raman a due stadi con il laser principale situato a una distanza considerevole (circa 1 km) dal sistema di guida. Ciò era dovuto al fatto che nei laser VFD, quando emettevano, si supponeva che utilizzassero fino a 30 tonnellate di esplosivo, il che potrebbe avere un impatto sulla precisione del sistema di guida. Era inoltre necessario garantire l'assenza di azione meccanica dei frammenti di laser VFD. La radiazione dal laser Raman al sistema di guida doveva essere trasmessa attraverso un canale ottico sotterraneo. Doveva usare il laser AZh-7T.
Nel 1969, presso il GNIIP n. 10 del Ministero della Difesa dell'URSS (unità militare 03080, campo di addestramento per la difesa missilistica Sary-Shagan) nel sito n. 38 (unità militare 06544), iniziò la costruzione di strutture per lavori sperimentali su argomenti relativi ai laser. Nel 1971 la costruzione del complesso fu momentaneamente sospesa per motivi tecnici, ma nel 1973, probabilmente dopo l'adeguamento del progetto, fu ripresa.
Le ragioni tecniche (secondo la fonte - Zarubin PV "Academician Basov …") consistevano nel fatto che a una lunghezza d'onda di micron di radiazione laser era praticamente impossibile focalizzare il raggio su un'area relativamente piccola. Quelli. se il bersaglio si trova a una distanza superiore a 100 km, la naturale divergenza angolare della radiazione laser ottica nell'atmosfera a causa della dispersione è di 0, 0001 gradi. Ciò è stato stabilito nell'Istituto di ottica atmosferica presso la filiale siberiana dell'Accademia delle scienze dell'URSS a Tomsk, creato appositamente per garantire l'attuazione del programma per la creazione di armi laser, guidato da Acad. V. E. Zuev. Da ciò ne consegue che il punto di radiazione laser a una distanza di 100 km avrebbe un diametro di almeno 20 metri e la densità di energia su un'area di 1 cm quadrato a un'energia totale della sorgente laser di 1 MJ sarebbe inferiore di 0,1 J/cm2. Questo è troppo poco: per colpire un razzo (per creare un buco di 1 cm2, depressurizzandolo), è necessario più di 1 kJ / cm2. E se inizialmente avrebbe dovuto utilizzare laser VFD sul complesso, dopo aver identificato il problema con la messa a fuoco del raggio, gli sviluppatori hanno iniziato a propendere per l'uso di laser combinatori a due stadi basati sulla diffusione Raman.
La progettazione del sistema di guida è stata eseguita da GOI (P. P. Zakharov) insieme a LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). Il supporto rotante ad alta precisione è stato creato nello stabilimento bolscevico. Azionamenti ad alta precisione e riduttori senza gioco per cuscinetti volventi sono stati sviluppati dall'Istituto centrale di ricerca per l'automazione e l'idraulica con la partecipazione dell'Università tecnica statale di Mosca Bauman. Il percorso ottico principale era completamente realizzato su specchi e non conteneva elementi ottici trasparenti che potevano essere distrutti dalle radiazioni.
Nel 1975, un gruppo di progettisti del Luch Central Design Bureau, guidato da VK Orlov, propose di abbandonare i laser esplosivi WFD con uno schema a due stadi (SRS) e di sostituirli con laser PD a scarica elettrica. Ciò ha richiesto la successiva revisione e adeguamento del progetto del complesso. Doveva usare un laser FO-13 con un'energia di impulso di 1 mJ. Alla fine, le strutture con laser da combattimento non furono mai completate e messe in funzione. È stato costruito e utilizzato solo il sistema di guida del complesso.
Accademico dell'Accademia delle scienze dell'URSS BV Bunkin (NPO Almaz) è stato nominato progettista generale del lavoro sperimentale presso "l'oggetto 2506" (il complesso "Omega" di armi di difesa antiaerea - CWS PSO), presso "l'oggetto 2505" (CWS ABM e PKO "Terra -3 ") - Membro corrispondente dell'Accademia delle scienze dell'URSS ND Ustinov ("Ufficio centrale di progettazione "Luch"). Supervisore scientifico - Vicepresidente dell'Accademia delle scienze dell'URSS Accademico EP Velikhov. Dall'unità militare 03080 di l'analisi del funzionamento dei primi prototipi di mezzi laser di PSO e difesa missilistica è stata guidata dal capo del 4 ° dipartimento del 1 ° dipartimento, l'ingegnere tenente colonnello GISemenikhin Dal 4 ° GUMO dal 1976, il controllo dello sviluppo e del test di armi e equipaggiamento militare su nuovi principi fisici usando i laser è stato realizzato dal capo del dipartimento, che ha vinto il Premio Lenin nel 1980 per questo ciclo di lavoro, il colonnello YV Rubanenko. La costruzione era in corso presso l'"oggetto 2505" ("Terra- 3"), prima di tutto, nella posizione di controllo e sparo (KOP) 5Ж16К e nelle zone "G" e "D ". Già nel novembre 1973 fu effettuata la prima operazione di combattimento sperimentale presso il KOP. lavorare nelle condizioni della discarica. Nel 1974, per riassumere il lavoro svolto sulla creazione di armi su nuovi principi fisici, fu organizzata una mostra presso il campo di prova nella "Zona G" che mostrava gli ultimi strumenti sviluppati dall'intera industria dell'URSS in questo settore. La mostra è stata visitata dal Ministro della Difesa dell'URSS Maresciallo dell'Unione Sovietica A. A. Grechko. Il lavoro di combattimento è stato effettuato utilizzando un generatore speciale. L'equipaggio di combattimento era guidato dal tenente colonnello I. V. Nikulin. Per la prima volta nel sito di prova, un bersaglio delle dimensioni di una moneta da cinque copechi è stato colpito da un laser a corto raggio.
Il progetto iniziale del complesso Terra-3 nel 1969, il progetto definitivo nel 1974 e il volume dei componenti implementati del complesso. (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
I successi hanno ottenuto un lavoro accelerato sulla creazione di un complesso laser da combattimento sperimentale 5N76 "Terra-3". Il complesso consisteva nell'edificio 41 / 42V (edificio sud, a volte chiamato "41st site"), che ospitava un centro di comando e calcolo basato su tre computer M-600, un localizzatore laser preciso 5N27 - un analogo del LE-1 / 5N26 localizzatore laser (vedi sopra), sistema di trasmissione dati, sistema di tempo universale, sistema di attrezzature tecniche speciali, comunicazioni, segnalamento. Il lavoro di test su questa struttura è stato svolto dal 5 ° dipartimento del 3 ° complesso di test (capo del dipartimento, colonnello I. V. Nikulin). Tuttavia, sul complesso 5N76, il collo di bottiglia era il ritardo nello sviluppo di un potente generatore speciale per l'implementazione delle caratteristiche tecniche del complesso. Si è deciso di installare un modulo generatore sperimentale (un simulatore con un laser CO2?) con le caratteristiche ottenute per testare l'algoritmo di combattimento. Per questo modulo è stato necessario costruire l'edificio 6A (edificio sud-nord, talvolta chiamato "Terra-2") non lontano dall'edificio 41 / 42B. Il problema del generatore speciale non è mai stato risolto. La struttura per il laser da combattimento è stata eretta a nord del "Sito 41", un tunnel con comunicazioni e un sistema di trasmissione dati ha portato ad esso, ma l'installazione del laser da combattimento non è stata eseguita.
L'installazione laser della gamma sperimentale consisteva nei laser effettivi (ruby - una matrice di 19 laser a rubino e un laser a CO2), un sistema di guida e confinamento del raggio, un complesso di informazioni progettato per garantire il funzionamento del sistema di guida, nonché un localizzatore laser 5H27 ad alta precisione, progettato per la determinazione accurata degli obiettivi delle coordinate. Le capacità del 5N27 hanno permesso non solo di determinare la distanza dal bersaglio, ma anche di ottenere caratteristiche accurate lungo la sua traiettoria, la forma dell'oggetto, le sue dimensioni (informazioni non coordinate). Con l'aiuto di 5N27, sono state effettuate osservazioni di oggetti spaziali. Il complesso ha effettuato test sull'effetto della radiazione sul bersaglio, puntando il raggio laser sul bersaglio. Con l'aiuto del complesso, sono stati effettuati studi per dirigere il raggio di un laser a bassa potenza verso bersagli aerodinamici e per studiare i processi di propagazione di un raggio laser nell'atmosfera.
I test del sistema di guida iniziarono nel 1976-1977, ma i lavori sui principali laser di fuoco non lasciarono la fase di progettazione e, dopo una serie di incontri con il ministro dell'Industria della Difesa dell'URSS SA Zverev, fu deciso di chiudere la Terra - 3". Nel 1978, con il consenso del Ministero della Difesa dell'URSS, fu ufficialmente chiuso il programma per la creazione del complesso 5N76 "Terra-3".
L'installazione non è stata messa in funzione e non ha funzionato completamente, non ha risolto le missioni di combattimento. La costruzione del complesso non è stata completamente completata: il sistema di guida è stato installato completamente, sono stati installati i laser ausiliari del localizzatore del sistema di guida e il simulatore del raggio di forza. Nel 1989, il lavoro su argomenti relativi al laser iniziò a ridursi. Nel 1989, su iniziativa di Velikhov, l'installazione di Terra-3 fu mostrata a un gruppo di scienziati americani.
Schema di costruzione 41/42V del complesso 5N76 "Terra-3".
La parte principale dell'edificio 41/42B del complesso 5H76 "Terra-3" è il telescopio del sistema di guida e la cupola protettiva, la foto è stata scattata durante una visita alla struttura da parte della delegazione americana, 1989.
Il sistema di guida del complesso "Terra-3" con un localizzatore laser (Zarubin PV, Polskikh SV Dalla storia della creazione di laser e sistemi laser ad alta energia in URSS. Presentazione. 2011).
Stato: l'URSS
- 1964 - N. G. Basov e O. N. Krokhin formularono l'idea di colpire la GS BR con un laser.
- Autunno 1965 - una lettera al Comitato centrale del PCUS sulla necessità di uno studio sperimentale sulla difesa missilistica laser.
- 1966 - l'inizio dei lavori nell'ambito del programma Terra-3.
- 1984 10 ottobre - il localizzatore laser 5N26 / LE-1 ha misurato i parametri del bersaglio: il veicolo spaziale riutilizzabile Challenger (USA). Nell'autunno del 1983, il maresciallo dell'Unione Sovietica DF Ustinov suggerì che il comandante delle truppe ABM e PKO Yu. Votintsev utilizzasse un complesso laser per accompagnare la "navetta". A quel tempo, un team di 300 specialisti stava eseguendo miglioramenti al complesso. Lo ha riferito Yu. Votintsev al ministro della Difesa. Il 10 ottobre 1984, durante il tredicesimo volo della navetta Challenger (USA), quando le sue orbite orbitali si svolgevano nell'area del sito di test Sary-Shagan, l'esperimento ebbe luogo quando l'installazione laser era operativa nel rilevamento modalità con la minima potenza di radiazione. L'altitudine orbitale della navicella in quel momento era di 365 km, il raggio di rilevamento e tracciamento inclinato era di 400-800 km. L'accurata designazione dell'obiettivo dell'installazione laser è stata emessa dal complesso di misurazione radar Argun.
Come riportato in seguito dall'equipaggio del Challenger, durante il volo sull'area di Balkhash, la nave ha improvvisamente interrotto la comunicazione, si sono verificati malfunzionamenti dell'attrezzatura e gli stessi astronauti si sono sentiti male. Gli americani cominciarono a risolverlo. Presto si resero conto che l'equipaggio era stato sottoposto a una sorta di influenza artificiale dall'URSS e dichiararono una protesta ufficiale. Sulla base di considerazioni umane, in futuro, l'installazione laser e persino parte dei complessi di ingegneria radio del sito di prova, che hanno un alto potenziale energetico, non sono stati utilizzati per scortare gli Shuttle. Nell'agosto 1989, una parte di un sistema laser progettato per puntare un laser su un oggetto fu mostrata alla delegazione americana.
