Programa de pesquisa de lasers de alta energia no interesse da defesa antimísseis / complexo científico e experimental. A ideia de usar um laser de alta energia para destruir mísseis balísticos no estágio final das ogivas foi formulada em 1964 por NG Basov e ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). No outono de 1965, N. G. Basov, diretor científico do VNIIEF Yu. B. Khariton, vice-diretor do GOI para o trabalho científico E. N. Tsarevsky e designer-chefe do escritório de design da Vympel, G. V. Kisunko, enviou uma nota ao Comitê Central do CPSU. sobre a possibilidade fundamental de atingir ogivas de mísseis balísticos com radiação laser e proposta para implantar um programa experimental adequado. A proposta foi aprovada pelo Comitê Central do PCUS e o programa de trabalho sobre a criação de uma unidade de disparo de laser para tarefas de defesa antimísseis, elaborado em conjunto por OKB Vympel, FIAN e VNIIEF, foi aprovado por uma decisão do governo em 1966.
As propostas foram baseadas no estudo do LPI de lasers de fotodissociação de alta energia (PDLs) à base de iodetos orgânicos e na proposta do VNIIEF de "bombear" PDLs "à luz de uma forte onda de choque criada em um gás inerte por uma explosão." O Instituto Estadual de Óptica (GOI) também aderiu aos trabalhos. O programa foi denominado "Terra-3" e previa a criação de lasers com uma energia de mais de 1 MJ, bem como a criação de um complexo de laser de disparo científico e experimental (NEC) 5N76 com base no campo de treinamento de Balkhash, onde as idéias de um sistema de laser para defesa contra mísseis deveriam ser testadas em condições naturais. N. G. Basov foi nomeado supervisor científico do programa "Terra-3".
Em 1969, a partir do Vympel Design Bureau, a equipe SKB se separou, com base na qual o Luch Central Design Bureau (mais tarde NPO Astrophysics) foi formado, o qual foi encarregado da implementação do programa Terra-3.
Restos da construção 41 / 42B com um complexo localizador de laser 5H27 de um complexo de queima 5H76 "Terra-3", foto 2008
Complexo científico experimental "Terra-3" de acordo com as idéias americanas. Nos Estados Unidos, acreditava-se que o complexo se destinava a alvos anti-satélite com a transição para defesa antimísseis no futuro. O desenho foi apresentado pela primeira vez pela delegação americana nas negociações de Genebra em 1978. Vista do sudeste.
Telescópio TG-1 do localizador de laser LE-1, local de teste Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
O programa Terra-3 incluiu:
- Pesquisa fundamental na área de física do laser;
- Desenvolvimento de tecnologia laser;
- Desenvolvimento e teste de “grandes” máquinas experimentais a laser;
- Estudos da interação da poderosa radiação laser com os materiais e determinação da vulnerabilidade dos equipamentos militares;
- Estudo da propagação da radiação laser potente na atmosfera (teoria e experimento);
- Pesquisa em ótica laser e materiais óticos e desenvolvimento de tecnologias óticas de "poder";
- Atua na área de alcance a laser;
- Desenvolvimento de métodos e tecnologias para orientação do feixe de laser;
- Criação e construção de novos institutos e empresas científicas, de design, produção e teste;
- Treinamento de alunos de graduação e pós-graduação na área de física e tecnologia do laser.
Trabalho no âmbito do programa Terra-3 desenvolvido em duas direções principais: alcance do laser (incluindo o problema de seleção de alvos) e destruição por laser de ogivas de mísseis balísticos. O trabalho no programa foi precedido das seguintes realizações: em 1961.surgiu a ideia real de criar lasers de fotodissociação (Rautian e Sobelman, FIAN), e em 1962, os estudos de alcance do laser começaram na OKB Vympel em conjunto com a FIAN, e também foi proposto o uso da radiação da frente da onda de choque para óptica bombeamento do laser (Krokhin, FIAN, 1962 G.). Em 1963, o Vympel Design Bureau começou a desenvolver um projeto para o localizador a laser LE-1. Após o início dos trabalhos no programa Terra-3, as seguintes etapas foram realizadas ao longo de vários anos:
- 1965 - experimentos com lasers de fotodissociação de alta energia (VFDL) começaram, uma potência de 20 J foi alcançada (FIAN e VNIIEF);
- 1966 - energia de pulso de 100 J foi obtida com VFDL;
- 1967 - foi selecionado um diagrama esquemático do localizador experimental de laser LE-1 (OKB "Vympel", FIAN, GOI);
- 1967 - energia de pulso de 20 KJ foi obtida com VFDL;
- 1968 - energia de pulso de 300 KJ foi obtida com VFDL;
- 1968 - os trabalhos começaram em um programa para estudar os efeitos da radiação laser em objetos e vulnerabilidades materiais, o programa foi concluído em 1976;
- 1968 - iniciou-se a pesquisa e criação de lasers HF, CO2, CO de alta energia (FIAN, Luch - Astrofísica, VNIIEF, GOI, etc.), a obra foi concluída em 1976.
- 1969 - com VFDL recebeu uma energia em um pulso de cerca de 1 MJ;
- 1969 - o desenvolvimento do localizador LE-1 foi concluído e a documentação liberada;
- 1969 - iniciou-se o desenvolvimento de um laser de fotodissociação (PDL) com bombeamento por radiação de descarga elétrica;
- 1972 - para realizar trabalhos experimentais em lasers (fora do programa "Terra-3") foi decidido criar um centro de pesquisa interdepartamental de OKB "Raduga" com um raio de laser (posteriormente - CDB "Astrofísica").
- 1973 - foi iniciada a produção industrial de VFDL - FO-21, F-1200, FO-32;
- 1973 - no local de teste Sary-Shagan, a instalação de um complexo experimental de laser com um localizador LE-1 começou, o desenvolvimento e teste do LE-1 começou;
- 1974 - Adicionadores SRS da série AZ foram criados (FIAN, "Luch" - "Astrofísica");
- 1975 - foi criado um poderoso PDL com bombeamento elétrico, potência - 90 KJ;
- 1976 - foi criado um laser de CO2 de eletroionização de 500 kW (Luch - Astrophysics, FIAN);
- 1978 - o localizador LE-1 foi testado com sucesso, foram realizados testes em aeronaves, ogivas de mísseis balísticos e satélites;
- 1978 - com base no Central Design Bureau "Luch" e no MNIC OKB "Raduga", foi formado o NPO "Astrophysics" (fora do programa "Terra-3"), Diretor Geral - IV Ptitsyn, Designer Geral - ND Ustinov (filho de D. F. Ustinov).
A visita do Ministro da Defesa da URSS D. F. Ustinov e do acadêmico A. P. Aleksandrov ao OKB "Raduga", final dos anos 1970. (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas laser na URSS. Apresentação. 2011).
A FIAN investigou um novo fenômeno no campo da óptica do laser não linear - reversão da radiação da frente de onda. Esta é uma grande descoberta
permitiu no futuro uma abordagem completamente nova e muito bem-sucedida para resolver uma série de problemas na física e tecnologia de lasers de alta potência, principalmente os problemas de formação de um feixe extremamente estreito e sua ultraprecisão mirando em um alvo. Pela primeira vez, foi no programa Terra-3 que especialistas da VNIIEF e FIAN propuseram usar a reversão da frente de onda para direcionar e entregar energia a um alvo.
Em 1994, NG Basov, respondendo a uma pergunta sobre os resultados do programa de laser Terra-3, disse: “Bem, estabelecemos firmemente que ninguém pode abater
uma ogiva de míssil balístico com feixe de laser, e temos feito grandes avanços em lasers …”.
O acadêmico E. Velikhov fala no conselho científico e técnico. Na primeira linha, em cinza claro, AM Prokhorov é o supervisor científico do programa "Omega". Final da década de 1970. (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas laser na URSS. Apresentação. 2011).
Subprogramas e direções de pesquisa "Terra-3":
Complexo 5N26 com um localizador a laser LE-1 no programa Terra-3:
A possibilidade potencial de localizadores a laser de fornecerem uma precisão especialmente alta de medições da posição do alvo foi estudada no Vympel Design Bureau desde 1962. -A Comissão Industrial (MIC, o órgão governamental do complexo militar-industrial da URSS) foi apresentada um projeto para criar um localizador experimental a laser para defesa antimísseis, que recebeu o codinome LE-1. A decisão de criar uma instalação experimental no local de teste de Sary-Shagan com um alcance de até 400 km foi aprovada em setembro de 1963. Em 1964-1965. o projeto estava sendo desenvolvido no Vympel Design Bureau (laboratório de G. E. Tikhomirov). O projeto dos sistemas ópticos do radar foi realizado pelo State Optical Institute (laboratório de P. P. Zakharov). A construção da instalação começou no final dos anos 1960.
O projeto foi baseado no trabalho da FIAN em pesquisa e desenvolvimento de lasers de rubi. O localizador deveria procurar alvos em um curto espaço de tempo no "campo de erro" dos radares, o que fornecia designação de alvo ao localizador a laser, que exigia potências médias muito altas do emissor de laser naquele momento. A escolha final da estrutura do localizador determinou o estado real do trabalho nos lasers de rubi, cujos parâmetros alcançáveis, na prática, acabaram sendo significativamente mais baixos do que os originalmente assumidos: a potência média de um laser em vez do esperado 1 kW era naqueles anos cerca de 10 W. Experimentos realizados no laboratório de N. G. Basov no Lebedev Physical Institute mostraram que aumentar a potência por amplificação sucessiva do sinal de laser em uma cadeia (cascata) de amplificadores de laser, como inicialmente previsto, só é possível até um certo nível. Uma radiação muito poderosa destruiu os próprios cristais de laser. Também surgiram dificuldades associadas às distorções termo-ópticas da radiação nos cristais. A este respeito, foi necessário instalar no radar não um, mas 196 lasers operando alternadamente a uma frequência de 10 Hz com uma energia por pulso de 1 J. A potência de radiação média total do transmissor laser multicanal do localizador era de cerca de 2 kW. Isso levou a uma complicação significativa de seu esquema, que era multipercurso ao emitir e registrar um sinal. Era necessário criar dispositivos ópticos de alta precisão e alta velocidade para a formação, comutação e orientação de 196 feixes de laser, que determinavam o campo de busca no espaço-alvo. No dispositivo receptor do localizador, foi usada uma série de 196 PMTs especialmente projetados. A tarefa foi complicada por erros associados a sistemas ótico-mecânicos móveis de grande porte do telescópio e interruptores ótico-mecânicos do localizador, bem como a distorções introduzidas pela atmosfera. O comprimento total do percurso ótico do localizador chegava a 70 me incluía muitas centenas de elementos óticos - lentes, espelhos e placas, inclusive móveis, cujo alinhamento mútuo deveria ser mantido com a maior precisão.
Transmitindo lasers do localizador LE-1, local de teste Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Parte do caminho óptico do localizador de laser LE-1, o local de teste Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Em 1969, o projeto LE-1 foi transferido para o Luch Central Design Bureau do Ministério da Indústria de Defesa da URSS. ND Ustinov foi nomeado projetista-chefe do LE-1. 1970-1971 o desenvolvimento do localizador LE-1 foi concluído como um todo. Uma ampla cooperação de empresas da indústria de defesa participou da criação do localizador: pelos esforços da LOMO e da fábrica de Leningrado "Bolchevique", um telescópio único em termos de parâmetros complexos TG-1 para LE-1 foi criado, o designer-chefe do telescópio foi BK Ionesiani (LOMO). Este telescópio com um diâmetro de espelho principal de 1,3 m proporcionou uma alta qualidade óptica do feixe de laser ao operar em velocidades e acelerações centenas de vezes maiores do que as dos telescópios astronômicos clássicos. Muitas novas unidades de radar foram criadas: varredura de precisão de alta velocidade e sistemas de comutação para controlar o feixe de laser, fotodetectores, processamento eletrônico de sinais e unidades de sincronização e outros dispositivos. O controle do localizador era automático por meio de tecnologia de computador, o localizador era conectado às estações de radar do polígono por meio de linhas de transmissão digital de dados.
Com a participação do Geofizika Central Design Bureau (D. M. Khorol), foi desenvolvido um transmissor laser, que incluía 196 lasers muito avançados na época, um sistema para seu resfriamento e alimentação. Para LE-1, a produção de cristais de laser rubi de alta qualidade, cristais KDP não lineares e muitos outros elementos foi organizada. Além de ND Ustinov, o desenvolvimento de LE-1 foi liderado por OA Ushakov, G. E. Tikhomirov e S. V. Bilibin.
Chefes do complexo militar-industrial da URSS no campo de treinamento Sary-Shagan, 1974. No centro com óculos - Ministro da Indústria de Defesa da URSS SA Zverev, à esquerda - Ministro da Defesa AA Grechko e seu vice Yepishev, segundo a partir da esquerda - NG. Bass. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO "Astrofísica". Apresentação. 2009).
Chefes do complexo industrial de defesa da URSS no local LE-1, 1974. No centro da primeira fila - Ministro da Defesa A. A. Grechko, à sua direita - N. G. Basov, então - Ministro da Indústria de Defesa da URSS S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas laser na URSS. Apresentação. 2011).
A construção da instalação começou em 1973. Em 1974, o trabalho de ajuste foi concluído e os testes da instalação com o telescópio TG-1 do localizador LE-1 começaram. Em 1975, durante os testes, foi alcançada uma localização confiável de um alvo do tipo aeronave a uma distância de 100 km, e começaram os trabalhos na localização de ogivas de mísseis balísticos e satélites. 1978-1980 Com a ajuda do LE-1, medições de trajetória de alta precisão e orientação de mísseis, ogivas e objetos espaciais foram realizadas. Em 1979, o localizador a laser LE-1 como meio para medições precisas de trajetória foi aceito para manutenção conjunta da unidade militar 03080 (GNIIP nº 10 do Ministério da Defesa da URSS, Sary-Shagan). Para a criação do localizador LE-1 em 1980, os funcionários do Luch Central Design Bureau receberam os prêmios Lenin e de Estado da URSS. Trabalho ativo no localizador LE-1, incl. com a modernização de alguns circuitos eletrônicos e outros equipamentos, continuou até meados da década de 1980. O trabalho foi realizado para obter informações não coordenadas sobre os objetos (informações sobre a forma dos objetos, por exemplo). Em 10 de outubro de 1984, o localizador a laser 5N26 / LE-1 mediu os parâmetros do alvo - a nave espacial reutilizável Challenger (EUA) - consulte a seção Status abaixo para obter mais detalhes.
Localizador TTX 5N26 / LE-1:
O número de lasers no caminho - 196 unidades.
Comprimento do caminho óptico - 70 m
Média de potência da unidade - 2 kW
Alcance do localizador - 400 km (conforme projeto)
Precisão de determinação de coordenadas:
- por alcance - não mais que 10 m (de acordo com o projeto)
- em elevação - vários segundos de arco (de acordo com o projeto)
Na parte esquerda da imagem de satélite datada de 29 de abril de 2004, o edifício do complexo 5N26 com o localizador LE-1, na parte inferior esquerda do radar Argun. 38º local do polígono de Sary-Shagan
Telescópio TG-1 do localizador de laser LE-1, local de teste Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Telescópio TG-1 do localizador de laser LE-1, local de teste Sary-Shagan (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Apresentação. 2009).
Investigação de lasers de fotodissociação de iodo (VFDL) no âmbito do programa "Terra-3".
O primeiro laser de fotodissociação de laboratório (PDL) foi criado em 1964 por J. V. Kasper e G. S. Pimentel. Porque a análise mostrou que a criação de um laser de rubi superpotente bombeado por uma lâmpada de flash revelou-se impossível, então em 1965 N. G. Basov e O. N. a ideia de usar radiação de alta potência e alta energia da frente de choque no xenônio como fonte de radiação. Também se presumiu que a ogiva de um míssil balístico seria derrotada devido ao efeito reativo de rápida evaporação sob a influência do laser de uma parte do projétil da ogiva. Tais PDLs são baseados em uma ideia física formulada em 1961 por SG Rautian e IISobelman, que mostraram teoricamente que é possível obter átomos ou moléculas excitadas por fotodissociação de moléculas mais complexas quando irradiadas com um poderoso (não laser) fluxo de luz … Trabalho em FDL explosivo (VFDL) como parte do programa "Terra-3" foi lançado em cooperação de FIAN (VS Zuev, teoria de VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, experimentos com VFDL), Central Design Bureau "Luch" com o participação do GOI, GIPH e outras empresas. Em pouco tempo, o caminho foi passado de protótipos de pequeno e médio porte para uma série de amostras exclusivas de VFDL de alta energia produzidas por empresas industriais. Uma característica dessa classe de lasers era sua descartabilidade - o laser VFD explodiu durante a operação, completamente destruído.
Diagrama esquemático da operação VFDL (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Os primeiros experimentos com PDL, realizados em 1965-1967, deram resultados muito encorajadores, e no final de 1969 em VNIIEF (Sarov) sob a liderança de S. B. testou PDLs com uma energia de pulso de centenas de milhares de joules, que era de cerca de 100 vezes maior do que qualquer laser conhecido naquela época. Claro, não foi possível chegar imediatamente à criação de PDLs de iodo com energias extremamente altas. Várias versões do design de lasers foram testadas. Um passo decisivo na implementação de um projeto viável adequado para a obtenção de altas energias de radiação foi dado em 1966, quando, como resultado do estudo dos dados experimentais, foi mostrado que a proposta dos cientistas da FIAN e VNIIEF (1965) para remover os parede de quartzo que separa a fonte de radiação da bomba e o ambiente ativo pode ser implementada. O desenho geral do laser foi significativamente simplificado e reduzido a uma concha em forma de tubo, dentro ou na parede externa da qual estava localizada uma carga explosiva alongada, e nas extremidades havia espelhos do ressonador óptico. Essa abordagem tornou possível projetar e testar lasers com um diâmetro de cavidade de trabalho de mais de um metro e um comprimento de dezenas de metros. Esses lasers foram montados a partir de seções padrão de cerca de 3 m de comprimento.
Um pouco mais tarde (desde 1967), uma equipe de dinâmica de gás e lasers liderada por VK Orlov, que foi formada no Vympel Design Bureau e depois transferida para o Luch Central Design Bureau, foi envolvida com sucesso na pesquisa e design de um PDL com bombeamento explosivo. No decorrer do trabalho, dezenas de questões foram consideradas: da física da propagação de ondas de choque e luz em um meio laser à tecnologia e compatibilidade de materiais e à criação de ferramentas e métodos especiais para medir os parâmetros de alta radiação laser de potência. Havia também problemas de tecnologia de explosão: a operação do laser exigia a obtenção de uma frente extremamente "lisa" e direta da onda de choque. Este problema foi resolvido, as cargas foram desenhadas e foram desenvolvidos métodos para a sua detonação, que permitiram obter a frente lisa necessária da onda de choque. A criação desses VFDLs possibilitou o início de experimentos para estudar o efeito da radiação laser de alta intensidade sobre os materiais e estruturas dos alvos. O trabalho do complexo de medição foi fornecido pelo State Optical Institute (I. M. Belousova).
Local de teste para lasers VFD VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Desenvolvimento de modelos para o VFDL Central Design Bureau "Luch" sob a liderança de V. K. Orlov (com a participação de VNIIEF):
- FO-32 - em 1967 uma energia de pulso de 20 KJ foi obtida com um VFDL bombeado com explosivo, a produção comercial de VFDL FO-32 começou em 1973;
Laser VFD FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
- FO-21 - em 1968, pela primeira vez com o VFDL com bombeamento explosivo, foi obtida uma energia em um pulso de 300 KJ, e também em 1973 foi iniciada a produção industrial do VFDL FO-21;
- F-1200 - em 1969, pela primeira vez com um VFDL bombeado explosivamente, uma energia de pulso de 1 megajoule foi obtida. Em 1971, o projeto foi concluído e em 1973 a produção industrial do VFDL F-1200 foi iniciada;
Provavelmente, o protótipo do laser F-1200 VFD é o primeiro laser megajoule, montado em VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011) …
A mesma WFDL, o mesmo lugar e hora. As medições mostram que este é um quadro diferente.
TTX VFDL:
Investigação de lasers usando espalhamento Raman (SRS) no programa Terra-3:
O espalhamento da radiação dos primeiros VFDLs foi insatisfatório - duas ordens de magnitude maior do que o limite de difração, o que impediu o fornecimento de energia em distâncias significativas. Em 1966, NG Basov e II Sobel'man e colegas de trabalho propuseram resolver o problema usando um esquema de dois estágios - um laser combinador de espalhamento Raman de dois estágios (laser Raman), bombeado por vários lasers VFDL com "pobre" espalhamento. A alta eficiência do laser Raman e a alta homogeneidade de seu meio ativo (gases liquefeitos) possibilitaram a criação de um sistema laser de dois estágios altamente eficiente. A pesquisa dos lasers Raman foi supervisionada por EM Zemskov (Luch Central Design Bureau). Depois de pesquisar a física dos lasers Raman na FIAN e VNIIEF, a "equipe" do Luch Central Design Bureau em 1974-1975. realizada com sucesso no local de teste Sary-Shagan no Cazaquistão uma série de experimentos com um sistema de 2 cascatas da série "AZ" (FIAN, "Luch" - posteriormente "Astrofísica"). Eles tiveram que usar lentes grandes feitas de sílica fundida especialmente projetada para garantir a resistência à radiação do espelho de saída do laser Raman. Um sistema de varredura de múltiplos espelhos foi usado para acoplar a radiação dos lasers VFDL ao laser Raman.
A potência do laser Raman AZh-4T atingiu 10 kJ por pulso e, em 1975, um laser Raman de oxigênio líquido AZh-5T com potência de pulso de 90 kJ, abertura de 400 mm e eficiência de 70% foi testado. Até 1975, o laser AZh-7T deveria ser usado no complexo Terra-3.
Laser SRS em oxigênio líquido AZh-5T, 1975. A abertura de saída do laser é vista na frente. (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas laser na URSS. Apresentação. 2011).
Sistema de varredura de múltiplos espelhos usado para inserir radiação VDFL em um laser Raman (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Óptica de vidro destruída pela radiação laser Raman. Substituído por óptica de quartzo de alta pureza (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Estudo do efeito da radiação laser em materiais no âmbito do programa "Terra-3":
Um extenso programa de pesquisa foi realizado para investigar os efeitos da radiação laser de alta energia em uma variedade de objetos. Amostras de aço, várias amostras de ótica e vários objetos aplicados foram usados como "alvos". Em geral, B. V. Zamyshlyaev liderou a direção dos estudos do impacto em objetos, e A. M. Bonch-Bruevich liderou a direção da pesquisa sobre a intensidade da radiação da óptica. O trabalho no programa foi realizado de 1968 a 1976.
O impacto da radiação VEL no elemento de revestimento (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Amostra de aço com 15 cm de espessura, exposição a laser de estado sólido. (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas laser na URSS. Apresentação. 2011).
Influência da radiação VEL na óptica (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
O impacto de um laser de CO2 de alta energia em um modelo de aeronave, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Estudo de lasers de descarga elétrica de alta energia no programa "Terra-3":
PDLs de descarga elétrica reutilizáveis exigiam uma fonte de corrente elétrica pulsada muito poderosa e compacta. Como tal, decidiu-se usar geradores magnéticos explosivos, cujo desenvolvimento foi realizado pela equipe VNIIEF liderada por A. I. Pavlovsky para outros fins. Deve-se notar que A. D. Sakharov também esteve na origem dessas obras. Os geradores magnéticos explosivos (caso contrário, são chamados de geradores magneto-cumulativos), assim como os lasers PD convencionais, são destruídos durante a operação quando sua carga explode, mas seu custo é muitas vezes menor do que o custo de um laser. Geradores magnéticos explosivos, especialmente projetados para lasers de fotodissociação química de descarga elétrica por A. I. Pavlovsky e colegas, contribuíram para a criação em 1974 de um laser experimental com uma energia de radiação por pulso de cerca de 90 kJ. Os testes deste laser foram concluídos em 1975.
Em 1975, um grupo de designers do Luch Central Design Bureau, liderado por VK Orlov, propôs abandonar os lasers WFD explosivos com um esquema de dois estágios (SRS) e substituí-los por lasers PD de descarga elétrica. Isso exigiu a próxima revisão e adequação do projeto do complexo. Era suposto usar um laser FO-13 com uma energia de pulso de 1 mJ.
Grandes lasers de descarga elétrica montados por VNIIEF.
Investigação de lasers controlados por feixe de elétrons de alta energia no programa "Terra-3":
O trabalho em um laser de pulso de frequência 3D01 de uma classe de megawatt com ionização por um feixe de elétrons começou no Central Design Bureau "Luch" por iniciativa e com a participação de NG Basov e mais tarde desmembrou-se em uma direção separada no OKB "Raduga "(mais tarde - GNIILTs" Raduga ") sob a liderança de G. G. Dolgova-Savelyeva. Em um trabalho experimental em 1976 com um laser de CO2 controlado por feixe de elétrons, uma potência média de cerca de 500 kW foi alcançada a uma taxa de repetição de até 200 Hz. Foi usado um esquema com uma malha gas-dinâmica "fechada". Mais tarde, um laser de pulso de frequência aprimorado KS-10 foi criado (Central Design Bureau "Astrophysics", NV Cheburkin).
Laser de eletroionização de pulso de frequência 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas laser na URSS. Apresentação. 2011).
Complexo de tiro científico e experimental 5N76 "Terra-3":
Em 1966, o Vympel Design Bureau sob a liderança de OA Ushakov iniciou o desenvolvimento de um projeto de projeto para o complexo experimental de polígonos Terra-3. O trabalho de elaboração do projeto continuou até 1969. O engenheiro militar NN Shakhonsky foi o supervisor imediato do desenvolvimento das estruturas. A implantação do complexo foi planejada no local de defesa antimísseis em Sary-Shagan. O complexo destinava-se à realização de experimentos de destruição de ogivas de mísseis balísticos com lasers de alta energia. O projeto do complexo foi corrigido várias vezes no período de 1966 a 1975. Desde 1969, o projeto do complexo Terra-3 foi executado pelo Luch Central Design Bureau sob a liderança de MG Vasin. O complexo deveria ter sido criado usando um laser Raman de dois estágios com o laser principal localizado a uma distância considerável (cerca de 1 km) do sistema de orientação. Isso se deve ao fato de que nos lasers de VFD, ao serem emitidos, era suposto usar até 30 toneladas de explosivo, o que poderia impactar na precisão do sistema de orientação. Também foi necessário garantir a ausência de ação mecânica de fragmentos de lasers de VFD. A radiação do laser Raman para o sistema de orientação deveria ser transmitida através de um canal óptico subterrâneo. Era para usar o laser AZh-7T.
Em 1969, no GNIIP nº 10 do Ministério da Defesa da URSS (unidade militar 03080, campo de treinamento de defesa antimísseis Sary-Shagan) no local nº 38 (unidade militar 06544), teve início a construção de instalações para trabalhos experimentais sobre temas de laser. Em 1971, a construção do complexo foi temporariamente suspensa por motivos técnicos, mas em 1973, provavelmente após adequação do projeto, foi retomada.
Razões técnicas (de acordo com a fonte - Zarubin PV "Academician Basov …") consistiam no fato de que em um comprimento de onda de radiação de laser de mícron era praticamente impossível focalizar o feixe em uma área relativamente pequena. Aqueles. se o alvo estiver a uma distância de mais de 100 km, a divergência angular natural da radiação óptica do laser na atmosfera como resultado do espalhamento é de 0,0001 graus. Foi estabelecido no Instituto de Óptica Atmosférica da Secção Siberiana da Academia de Ciências da URSS em Tomsk, criado especialmente para garantir a implementação do programa de criação de armas laser, dirigido por Acad. V. E. Zuev. Disto se seguiu que o ponto de radiação de laser a uma distância de 100 km teria um diâmetro de pelo menos 20 metros, e a densidade de energia em uma área de 1 cm quadrado em uma fonte de energia de laser total de 1 MJ seria menor do que 0,1 J / cm 2. Isso é muito pouco - para acertar um foguete (para criar um buraco de 1 cm2 nele, despressurizando-o), é necessário mais de 1 kJ / cm2. E se inicialmente era para usar lasers VFD no complexo, depois de identificar o problema com o foco do feixe, os desenvolvedores começaram a se inclinar para o uso de lasers combinadores de dois estágios baseados no espalhamento Raman.
O projeto do sistema de orientação foi realizado por GOI (P. P. Zakharov) juntamente com LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). O suporte rotativo de alta precisão foi criado na fábrica bolchevique. Os acionamentos de alta precisão e as caixas de engrenagens sem folga para rolamentos de giro foram desenvolvidos pelo Instituto Central de Pesquisa de Automação e Hidráulica com a participação da Bauman Moscow State Technical University. O caminho ótico principal era totalmente feito em espelhos e não continha elementos óticos transparentes que pudessem ser destruídos pela radiação.
Em 1975, um grupo de designers do Luch Central Design Bureau, liderado por VK Orlov, propôs abandonar os lasers WFD explosivos com um esquema de dois estágios (SRS) e substituí-los por lasers PD de descarga elétrica. Isso exigiu a próxima revisão e adequação do projeto do complexo. Era suposto usar um laser FO-13 com uma energia de pulso de 1 mJ. No final das contas, as instalações com lasers de combate nunca foram concluídas e colocadas em operação. Foi construído e utilizado apenas o sistema de orientação do complexo.
Acadêmico da Academia de Ciências da URSS BV Bunkin (NPO Almaz) foi nomeado designer geral do trabalho experimental no "objeto 2506" (o complexo "Omega" de armas de defesa antiaérea - CWS PSO), no "objeto 2505" (CWS ABM e PKO "Terra -3") - Membro Correspondente da Academia de Ciências da URSS ND Ustinov ("Central Design Bureau" Luch "). Supervisor científico - Vice-Presidente do Acadêmico EP Velikhov da Academia de Ciências da URSS. Da unidade militar 03080 por a análise do funcionamento dos primeiros protótipos de meios laser de PSO e defesa antimísseis foi liderada pelo chefe do 4º departamento do 1º departamento, tenente-engenheiro-coronel GISemenikhin. A partir do 4º GUMO desde 1976, controle do desenvolvimento e teste de armas e equipamentos militares em novos princípios físicos usando lasers foi realizada pelo chefe do departamento, que se tornou laureado em 1980 Prêmio Lenin por este ciclo de trabalho, Coronel YV Rubanenko. A construção estava em andamento no "objeto 2505" ("Terra- 3 "), em primeiro lugar, na posição de controle e tiro (KOP) 5Ж16К e nas zonas" G "e" D ". Já em novembro de 1973, a primeira operação experimental de combate foi realizada no KOP. trabalhar nas condições do aterro. Em 1974, para resumir o trabalho realizado na criação de armas sobre novos princípios físicos, foi organizada uma exposição no campo de testes da "Zona G" mostrando as mais recentes ferramentas desenvolvidas por toda a indústria da URSS nesta área. A exposição foi visitada pelo Ministro da Defesa da URSS, Marechal da União Soviética A. A. Grechko. O trabalho de combate foi realizado com um gerador especial. A tripulação de combate era liderada pelo Tenente Coronel I. V. Nikulin. Pela primeira vez no local de teste, um alvo do tamanho de uma moeda de cinco copeques foi atingido por um laser a curta distância.
O projeto inicial do complexo Terra-3 em 1969, o projeto final em 1974 e o volume dos componentes implementados do complexo. (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas laser na URSS. Apresentação. 2011).
Os sucessos alcançados aceleraram o trabalho na criação de um complexo experimental de laser de combate 5N76 "Terra-3". O complexo consistia no prédio 41 / 42V (prédio sul, às vezes chamado de "41º site"), que abrigava um centro de comando e computação baseado em três computadores M-600, um localizador a laser preciso 5N27 - um análogo do LE-1 / 5N26 localizador a laser (veja acima), sistema de transmissão de dados, sistema de tempo universal, sistema de equipamento técnico especial, comunicações, sinalização. O trabalho de teste nesta instalação foi realizado pelo 5º departamento do 3º complexo de testes (chefe do departamento, Coronel I. V. Nikulin). Já no complexo 5N76, o gargalo foi a demora no desenvolvimento de um poderoso gerador especial para a implantação das características técnicas do complexo. Decidiu-se instalar um módulo gerador experimental (um simulador com laser de CO2?) Com as características alcançadas para testar o algoritmo de combate. Foi necessário construir para este módulo o edifício 6A (edifício sul-norte, às vezes denominado "Terra-2") não muito longe do edifício 41 / 42B. O problema do gerador especial nunca foi resolvido. A estrutura do laser de combate foi erguida ao norte do “Site 41”, um túnel com comunicações e um sistema de transmissão de dados conduzia a ele, mas a instalação do laser de combate não foi realizada.
A instalação experimental do laser de alcance consistia nos lasers reais (rubi - uma série de 19 lasers de rubi e um laser de CO2), um sistema de orientação e confinamento do feixe, um complexo de informações projetado para garantir a operação do sistema de orientação, bem como um localizador a laser de alta precisão 5H27, projetado para a determinação precisa de metas coordenadas. As capacidades do 5N27 possibilitaram não apenas determinar o alcance do alvo, mas também obter características precisas ao longo de sua trajetória, a forma do objeto, seu tamanho (informações não coordenadas). Com a ajuda do 5N27, foram realizadas observações de objetos espaciais. O complexo realizou testes sobre o efeito da radiação no alvo, visando o feixe de laser no alvo. Com o auxílio do complexo, foram realizados estudos para direcionar o feixe de um laser de baixa potência para alvos aerodinâmicos e estudar os processos de propagação de um feixe de laser na atmosfera.
Os testes do sistema de orientação começaram em 1976-1977, mas os trabalhos nos principais lasers de disparo não saíram da fase de projeto, e após uma série de reuniões com o Ministro da Indústria de Defesa da URSS SA Zverev, foi decidido fechar o Terra - 3 ". Em 1978, com a anuência do Ministério da Defesa da URSS, foi encerrado oficialmente o programa de criação do complexo 5N76 "Terra-3".
A instalação não foi colocada em funcionamento e não funcionou totalmente, não resolveu missões de combate. A construção do complexo não foi totalmente concluída - o sistema de orientação foi instalado na íntegra, os lasers auxiliares do localizador do sistema de orientação e o simulador do feixe de força foram instalados. Em 1989, o trabalho com tópicos de laser começou a diminuir. Em 1989, por iniciativa de Velikhov, a instalação Terra-3 foi mostrada a um grupo de cientistas americanos.
Esquema de construção 41 / 42V do complexo 5N76 "Terra-3".
A parte principal do edifício 41 / 42B do complexo 5H76 "Terra-3" é o telescópio do sistema de orientação e a cúpula de proteção, a foto foi tirada durante uma visita às instalações pela delegação americana, em 1989.
O sistema de orientação do complexo "Terra-3" com um localizador de laser (Zarubin PV, Polskikh SV Da história da criação de lasers de alta energia e sistemas de laser na URSS. Apresentação. 2011).
Status: a URSS
- 1964 - N. G. Basov e O. N. Krokhin formularam a ideia de atingir o GS BR com um laser.
- Outono de 1965 - uma carta ao Comitê Central do PCUS sobre a necessidade de um estudo experimental de defesa contra mísseis a laser.
- 1966 - início das obras do programa Terra-3.
- 1984, 10 de outubro - o localizador a laser 5N26 / LE-1 mediu os parâmetros do alvo - a nave reutilizável Challenger (EUA). No outono de 1983, o marechal da União Soviética DF Ustinov sugeriu que o comandante das tropas ABM e PKO Yu Votintsev usasse um complexo de laser para acompanhar o "ônibus espacial". Na época, uma equipe de 300 especialistas realizava melhorias no complexo. Isso foi relatado por Yu Votintsev ao Ministro da Defesa. Em 10 de outubro de 1984, durante o 13º vôo da nave Challenger (EUA), quando suas órbitas orbitais ocorreram na área do local de teste Sary-Shagan, o experimento ocorreu quando a instalação do laser estava operando na detecção modo com a potência de radiação mínima. A altitude orbital da espaçonave naquela época era de 365 km, a detecção inclinada e o alcance de rastreamento era de 400-800 km. A designação precisa do alvo da instalação do laser foi emitida pelo complexo de medição do radar Argun.
Como a tripulação do Challenger relatou mais tarde, durante o vôo sobre a área de Balkhash, a nave de repente desconectou a comunicação, houve mau funcionamento do equipamento e os próprios astronautas não se sentiram bem. Os americanos começaram a resolver o problema. Logo eles perceberam que a tripulação havia sido submetida a algum tipo de influência artificial da URSS e declararam um protesto oficial. Com base em considerações humanas, no futuro, a instalação do laser, e mesmo parte dos complexos de engenharia de rádio do local de teste, que têm um alto potencial de energia, não foram usados para escoltar os ônibus espaciais. Em agosto de 1989, parte de um sistema de laser projetado para apontar um laser a um objeto foi mostrado à delegação americana.
