Wissenschaftlich-experimenteller Komplex "Terra-3" nach amerikanischen Vorstellungen. In den Vereinigten Staaten wurde angenommen, dass der Komplex für Antisatellitenziele mit dem Übergang zur Raketenabwehr in der Zukunft konzipiert wurde. Die Zeichnung wurde erstmals 1978 von der amerikanischen Delegation bei den Genfer Gesprächen vorgestellt. Blick aus dem Südosten.
Die Idee, ballistische Raketen im Endstadium von Sprengköpfen mit einem Hochenergielaser zu zerstören, wurde 1964 von NG Basov und ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva) formuliert. Im Herbst 1965 sandte N. G. Basov, wissenschaftlicher Direktor von VNIIEF Yu. B. Khariton, stellvertretender Direktor der indischen Regierung für wissenschaftliche Arbeit, E. N. Tsarevsky und Chefdesigner von Vympel OKB, G. V. Kisunko, eine Notiz an das Zentralkomitee der KPdSU. die über die grundsätzliche Möglichkeit sprach, Sprengköpfe ballistischer Raketen mit Laserstrahlung zu treffen, und vorschlug, ein geeignetes experimentelles Programm einzusetzen. Der Vorschlag wurde vom Zentralkomitee der KPdSU genehmigt, und das von OKB Vympel, FIAN und VNIIEF gemeinsam ausgearbeitete Arbeitsprogramm zur Schaffung einer Laserabschusseinheit für Raketenabwehraufgaben wurde 1966 durch einen Regierungsbeschluss genehmigt.
Die Vorschläge basierten auf der FIAN-Studie von Hochenergie-Photodissoziationslasern (PDLs) auf Basis organischer Iodide und dem Vorschlag von VNIIEF, PDLs durch "Licht einer starken Stoßwelle, die in einem Inertgas durch eine Explosion erzeugt wurde", zu "pumpen". Das State Optical Institute (GOI) hat sich ebenfalls der Arbeit angeschlossen. Das Programm wurde "Terra-3" genannt und sah die Herstellung von Lasern mit einer Energie von mehr als 1 MJ sowie die Schaffung eines wissenschaftlichen und experimentellen Feuerlaserkomplexes (NEC) 5N76 auf ihrer Grundlage auf dem Balkhash-Trainingsgelände vor, auf dem die Ideen eines Lasersystems zur Raketenabwehr getestet werden sollten unter natürlichen Bedingungen. NG Basov wurde zum wissenschaftlichen Leiter des "Terra-3" -Programms ernannt.
1969 trennte sich das SKB-Team vom Vympel Design Bureau, auf dessen Grundlage das Luch Central Design Bureau (später das Astrophysics Research and Development Bureau) eingerichtet wurde, das mit der Umsetzung des Terra-3-Programms beauftragt wurde.
Überreste der Konstruktion 41 / 42B mit einem 5H27-Laserortungskomplex eines 5H76 "Terra-3" -Feuerkomplexes, Foto 2008
Teleskop TG-1 des LE-1-Lasersuchgeräts, Sary-Shagan-Testgelände (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Aus der Geschichte der Entstehung von Hochenergielasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011).
Die Arbeiten im Rahmen des Terra-3-Programms wurden in zwei Hauptrichtungen entwickelt: Laserentfernung (einschließlich des Problems der Zielauswahl) und Laserzerstörung von Sprengköpfen ballistischer Raketen. Der Arbeit an dem Programm gingen folgende Erfolge voraus: 1961 entstand die Idee, Photodissoziationslaser herzustellen (Rautian und Sobelman, FIAN), und 1962 begannen gemeinsam mit FIAN Forschungen zur Laserentfernung in OKB "Vympel", und es wurde auch vorgeschlagen, die Strahlung der Schockfront zu nutzen Wellen zum optischen Pumpen eines Lasers (Krokhin, FIAN, 1962). 1963 begann das Vympel Design Bureau mit der Entwicklung des LE-1-Laserlokalisierungsprojekts.
FIAN untersuchte ein neues Phänomen auf dem Gebiet der nichtlinearen Laseroptik - die Wellenfrontumkehr der Strahlung. Dies ist eine wichtige Entdeckung
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Dies ermöglicht in Zukunft einen völlig neuen und sehr erfolgreichen Ansatz zur Lösung einer Reihe von Problemen in der Physik und Technologie von Hochleistungslasern, vor allem die Probleme der Bildung eines extrem schmalen Strahls und dessen ultrapräzises Zielen auf ein Ziel. Zum ersten Mal schlugen Spezialisten von VNIIEF und FIAN im Terra-3-Programm vor, die Wellenfrontumkehr zu verwenden, um ein Ziel zu leiten und Energie zu liefern.
1994 beantwortete NG Basov eine Frage zu den Ergebnissen des Terra-3-Laserprogramms und sagte: „Nun, wir haben fest etabliert, dass niemand einen Sprengkopf mit ballistischen Raketen mit einem Laserstrahl abschießen kann, und wir haben große Fortschritte bei Lasern gemacht …“. In den späten 1990er Jahren wurden alle Arbeiten in den Einrichtungen des Terra-3-Komplexes eingestellt.
Unterprogramme und Forschungsrichtungen "Terra-3"
Komplex 5N26 mit einem Laser-Locator LE-1 im Rahmen des Programms "Terra-3"
Die potenzielle Fähigkeit von Laserortungsgeräten, eine besonders hohe Genauigkeit bei der Messung der Zielposition bereitzustellen, wurde ab 1962 im Vympel Design Bureau untersucht. Als Ergebnis des Vympel Design Bureau wurden anhand der Prognosen der N. G. Basov-Gruppe Anfang 1963 Studien beim Militär durchgeführt - Der Industriekommission (dem militärisch-industriellen Komplex, der Regierungsbehörde des militärisch-industriellen Komplexes der UdSSR) wurde ein Projekt zur Schaffung eines experimentellen Lasersuchgeräts für die Raketenabwehr vorgestellt, das den Codenamen LE-1 erhielt. Die Entscheidung, am Versuchsstandort Sary-Shagan einen Versuchsaufbau mit einer Reichweite von bis zu 400 km einzurichten, wurde im September 1963 genehmigt. In den Jahren 1964-1965. Die Entwicklung des Projekts wurde im Vympel Design Bureau (Labor von G. E. Tikhomirov) durchgeführt. Das Design der optischen Systeme des Radars wurde vom State Optical Institute (Labor von P. P. Zakharov) durchgeführt. Der Bau der Anlage begann Ende der 1960er Jahre.
Das Projekt basiert auf der Arbeit von FIAN zur Erforschung und Entwicklung von Rubinlasern. Das Radar sollte in kurzer Zeit im "Fehlerfeld" von Radargeräten nach Zielen suchen, was dem Laserortungsgerät eine Zielbezeichnung lieferte, was zu diesem Zeitpunkt sehr hohe Durchschnittsleistungen des Laseremitters erforderte. Die endgültige Wahl der Struktur des Ortungsgeräts bestimmte den tatsächlichen Arbeitszustand von Rubinlasern, deren erreichbare Parameter sich in der Praxis als viel niedriger herausstellten als ursprünglich angenommen: Die durchschnittliche Leistung eines Lasers anstelle der erwarteten 1 kW betrug in diesen Jahren etwa 10 Watt. Experimente, die im Labor von N. G. Basov am Lebedev Physical Institute durchgeführt wurden, zeigten, dass eine Erhöhung der Leistung durch sukzessive Verstärkung des Lasersignals in einer Kette (Kaskade) von Laserverstärkern, wie ursprünglich vorgesehen, nur bis zu einem bestimmten Grad möglich ist. Zu starke Strahlung zerstörte die Laserkristalle selbst. Schwierigkeiten traten auch im Zusammenhang mit thermooptischen Strahlungsverzerrungen in Kristallen auf.
In dieser Hinsicht war es notwendig, nicht einen, sondern 196 Laser im Radar zu installieren, die abwechselnd mit einer Frequenz von 10 Hz mit einer Energie pro Impuls von 1 J betrieben wurden. Die durchschnittliche Gesamtstrahlungsleistung des Mehrkanal-Lasersenders des Ortungsgeräts betrug etwa 2 kW. Dies führte zu einer signifikanten Komplikation seines Schemas, das sowohl beim Senden als auch beim Registrieren eines Signals mehrwegig war. Für die Bildung, Umschaltung und Führung von 196 Laserstrahlen, die das Suchfeld im Zielraum bestimmten, mussten hochpräzise optische Hochgeschwindigkeitsgeräte entwickelt werden. In der Empfangsvorrichtung des Ortungsgeräts wurde eine Anordnung von 196 speziell entworfenen PMTs verwendet. Die Aufgabe wurde durch Fehler im Zusammenhang mit großen beweglichen optisch-mechanischen Systemen des Teleskops und optisch-mechanischen Schaltern des Ortungsgeräts sowie durch durch die Atmosphäre verursachte Verzerrungen erschwert. Die Gesamtlänge des optischen Weges des Radars erreichte 70 m und umfasste viele hundert optische Elemente - Linsen, Spiegel und Platten, einschließlich beweglicher Elemente, deren gegenseitige Ausrichtung mit höchster Genauigkeit beibehalten werden musste.
Sendelaser des LE-1-Locators, Sary-Shagan-Trainingsgelände (Filmmaterial des Dokumentarfilms Beam Masters, 2009).
Teil des Strahlengangs des LE-1-Lasersuchgeräts, des Sary-Shagan-Trainingsgeländes (Rahmen des Dokumentarfilms Beam Masters, 2009 und Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO Astrophysics. Präsentation. 2009).
1969 wurde das LE-1-Projekt an das Luch Central Design Bureau des Verteidigungsministeriums der UdSSR übertragen. ND Ustinov wurde zum Chefdesigner des LE-1 ernannt. 1970-1971. Die Entwicklung des LE-1-Locators wurde insgesamt abgeschlossen. Eine breite Zusammenarbeit von Unternehmen der Verteidigungsindustrie war an der Erstellung des Ortungsgeräts beteiligt: Durch die Bemühungen von LOMO und des Leningrader Werks "Bolschewik" wurde ein für den Parameterkomplex einzigartiges Teleskop TG-1 für LE-1 geschaffen, dessen Hauptkonstrukteur das Teleskop B. K. Ionesiani (LOMO) war. Dieses Teleskop mit einem Hauptspiegeldurchmesser von 1,3 m lieferte eine hohe optische Qualität des Laserstrahls, wenn es mit Geschwindigkeiten und Beschleunigungen betrieben wurde, die hundertmal höher waren als bei klassischen astronomischen Teleskopen. Es wurden viele neue Radarknoten geschaffen: Hochgeschwindigkeits-Präzisionsabtast- und Schaltsysteme zur Steuerung des Laserstrahls, Fotodetektoren,elektronische Signalverarbeitungs- und Synchronisationseinheiten und andere Geräte. Die Steuerung des Ortungsgeräts erfolgte automatisch mithilfe von Computertechnologie. Der Ortungsgerät wurde über digitale Datenleitungen mit den Radarstationen des Polygons verbunden.
Unter Beteiligung des Geofizika Central Design Bureau (D. M. Khorol) wurde ein Lasersender entwickelt, der 196 damals sehr fortschrittliche Laser umfasste, ein System für deren Kühlung und Stromversorgung. Für das LE-1 wurde die Herstellung hochwertiger Laser-Rubinkristalle, nichtlinearer KDP-Kristalle und vieler anderer Elemente organisiert. Zusätzlich zu N. D. Ustinov wurde die Entwicklung von LE-1 von O. A. Ushakov, G. E. Tikhomirov und S. V. Bilibin geleitet.
Der Bau der Anlage begann 1973. 1974 wurden die Anpassungsarbeiten abgeschlossen und die Prüfung der Anlage mit dem TG-1-Teleskop des LE-1-Ortungsgeräts begonnen. Während der Tests wurde 1975 eine sichere Position eines Ziels vom Typ Flugzeug in einer Entfernung von 100 km erreicht, und die Arbeiten zur Position von Sprengköpfen ballistischer Raketen und Satelliten begannen. 1978-1980 Mit Hilfe der LE-1 wurden hochpräzise Flugbahnmessungen und die Führung von Raketen, Sprengköpfen und Weltraumobjekten durchgeführt. 1979 wurde der LE-1-Lasersuchgerät als Mittel zur genauen Messung der Flugbahn für die gemeinsame Wartung der Militäreinheit 03080 (BNE Nr. 10 des Verteidigungsministeriums der UdSSR, Sary-Shagan) zugelassen. Für die Schaffung des LE-1-Locators im Jahr 1980 wurden die Mitarbeiter des Central Design Bureau "Luch" mit den Lenin- und Staatspreisen der UdSSR ausgezeichnet. Aktive Arbeit am LE-1 Locator, inkl. mit der Modernisierung eines Teils der elektronischen Schaltungen und anderer Geräte,Fortsetzung bis Mitte der 1980er Jahre. Es wurde daran gearbeitet, nicht koordinierte Informationen über Objekte zu erhalten (z. B. Informationen über die Form von Objekten). Am 10. Oktober 1984 maß der 5N26 / LE-1-Lasersuchgerät die Parameter des Ziels - des wiederverwendbaren Challenger-Raumfahrzeugs (USA) - Einzelheiten finden Sie im Abschnitt Status unten.
TTX-Locator 5N26 / LE-1:
Die Anzahl der Laser im Pfad - 196 Stk.
Optische Weglänge - 70 m
Einheitsleistung durchschnittlich - 2 kW
Reichweite des Ortungsgeräts - 400 km (laut Projekt)
Genauigkeit der Koordinatenbestimmung:
- nach Reichweite - nicht mehr als 10 m (laut Projekt)
- in der Höhe - mehrere Bogensekunden (je nach Projekt)
Teleskop TG-1 des LE-1-Lasersuchgeräts, Sary-Shagan-Übungsplatz (Rahmen des Dokumentarfilms Beam Masters, 2009).
Teleskop TG-1 des LE-1-Lasersuchgeräts - Die Schutzkuppel verschiebt sich allmählich nach links, das Sary-Shagan-Polygon (Rahmen des Dokumentarfilms Beam Lords, 2009).
Teleskop TG-1 des LE-1-Lasersuchgeräts in Arbeitsposition, Sary-Shagan-Trainingsgelände (Polskikh S. D., Goncharova G. V., Staatliches Wissenschaftliches Zentrum der Russischen Föderation FSUE NPO Astrofizika. Präsentation. 2009).
Untersuchung von Photodissoziations-Jodlasern (PFDL) im Rahmen des Programms "Terra-3"
Der erste Labor-Photodissoziationslaser (PDL) wurde 1964 von J. V. Kasper und G. S. Pimentel. weil Die Analyse ergab, dass sich die Schaffung eines aus einer Blitzlampe gepumpten superstarken Rubinlasers als unmöglich herausstellte. 1965 schlugen N. G. Basov und O. N. Krokhin (beide von FIAN) vor, ein Programm zur Herstellung von Hochleistungs-PD-Lasern auf der Basis von zu entwickeln die Idee, als Strahlungsquelle das optische Pumpen von Hochleistung und Strahlungsenergie der Schockfront in Xenon zu verwenden. Es wurde auch angenommen, dass der Sprengkopf einer ballistischen Rakete aufgrund des reaktiven Effekts einer schnellen Verdunstung unter dem Einfluss des Lasers eines Teils der Sprengkopfhülle besiegt werden würde. Solche PDLs basieren auf der physikalischen Idee, die 1961 von S. G. Rautian und I. I. Sobel'man formuliert wurde, die theoretisch zeigtendass es möglich ist, angeregte Atome oder Moleküle durch Photodissoziation komplexerer Moleküle zu erhalten, wenn diese mit einem starken (Nicht-Laser-) Lichtfluss bestrahlt werden. Die Arbeiten an explosiver FDL (VFDL) im Rahmen des Terra-3-Programms wurden in Zusammenarbeit mit FIAN (V. S. Zuev, Theorie der VFDL), VNIIEF (G. A. Kirillov, Experimente mit VFDL) und dem Central Design Bureau "Luch" unter Beteiligung von GOI, GIPH und andere Unternehmen. In kurzer Zeit wurde der Weg von kleinen und mittleren Prototypen zu einer Reihe einzigartiger Hochenergie-VFDL-Proben von Industrieunternehmen weitergegeben. Ein Merkmal dieser Laserklasse war ihre Verfügbarkeit - der VFD-Laser explodierte während des Betriebs und wurde vollständig zerstört. Kirillov, Experimente mit VFDL), Central Design Bureau "Luch" unter Beteiligung von GOI, GIPH und anderen Unternehmen. In kurzer Zeit wurde der Weg von kleinen und mittleren Prototypen zu einer Reihe einzigartiger Hochenergie-VFDL-Proben von Industrieunternehmen weitergegeben. Ein Merkmal dieser Laserklasse war ihre Verfügbarkeit - der VFD-Laser explodierte während des Betriebs und wurde vollständig zerstört. Kirillov, Experimente mit VFDL), Central Design Bureau "Luch" unter Beteiligung von GOI, GIPH und anderen Unternehmen. In kurzer Zeit wurde der Weg von kleinen und mittleren Prototypen zu einer Reihe einzigartiger Hochenergie-VFDL-Proben von Industrieunternehmen weitergegeben. Ein Merkmal dieser Laserklasse war ihre Verfügbarkeit - der VFD-Laser explodierte während des Betriebs und wurde vollständig zerstört.
Schematische Darstellung des VFDL-Betriebs (Zarubin PV, Polskikh SV Aus der Geschichte der Entstehung von Hochenergielasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011).
Die ersten Experimente mit PDL, die zwischen 1965 und 1967 durchgeführt wurden, lieferten sehr ermutigende Ergebnisse. Bis Ende 1969 wurden bei VNIIEF (Sarov) unter der Leitung von S. B. Kormer unter Beteiligung von Wissenschaftlern von FIAN und GOI Wissenschaftler entwickelt, gesammelt und gesammelt getestete PDLs mit Strahlungsimpulsenergien von Hunderttausenden von Joule, die etwa 100-mal höher waren als die eines in diesen Jahren bekannten Lasers. Natürlich war es nicht möglich, Jod-PDLs mit extrem hohen Energien gleichzeitig zu erzeugen. Verschiedene Versionen des Laserdesigns wurden getestet. Ein entscheidender Schritt bei der Umsetzung eines funktionsfähigen Designs, das zur Erzielung hoher Strahlungsenergien geeignet ist, wurde 1966 unternommen, als aufgrund einer Untersuchung experimenteller Daten gezeigt wurde, dass der Vorschlag von Wissenschaftlern von FIAN und VNIIEF (1965), die Quarzwand zu entfernen, die die Pumpstrahlungsquelle trennt, und aktive Umgebung kann implementiert werden. Das allgemeine Design des Lasers wurde erheblich vereinfacht und auf eine Hülle in Form einer Röhre reduziert, innerhalb oder an deren Außenwand sich eine langgestreckte Sprengladung befand, und an den Enden befanden sich Spiegel des optischen Resonators. Dieser Ansatz ermöglichte es, Laser mit einem Arbeitshohlraumdurchmesser von mehr als einem Meter und einer Länge von mehreren zehn Metern zu entwerfen und zu testen. Diese Laser wurden aus etwa 3 m langen Standardabschnitten zusammengesetzt.
Etwas später (seit 1967) befasste sich ein Team von Gasdynamiken und Lasern unter der Leitung von VK Orlov, das am Vympel Design Bureau gebildet und anschließend an das Luch Central Design Bureau übertragen wurde, erfolgreich mit der Untersuchung und Konstruktion einer explosiv gepumpten PDL. Im Verlauf der Arbeit wurden Dutzende von Themen behandelt: von der Physik der Ausbreitungsprozesse von Stoß- und Lichtwellen in einem Lasermedium über die Technologie und Kompatibilität von Materialien bis hin zur Entwicklung spezieller Werkzeuge und Methoden zur Messung der Parameter von Hochleistungslaserstrahlung. Es gab auch Probleme mit der Explosionstechnologie: Der Betrieb des Lasers erforderte eine extrem "glatte" und gerade Front der Stoßwelle. Dieses Problem wurde gelöst, die Ladungen wurden entworfen und Methoden für ihre Detonation wurden entwickelt, die es ermöglichten, die erforderliche glatte Stoßfront zu erhalten. Die Schaffung dieser VFDLs ermöglichte es, Experimente zur Untersuchung der Wirkung hochintensiver Laserstrahlung auf Materialien und Zielstrukturen zu beginnen. Die Arbeit des Messkomplexes wurde von der indischen Regierung (I. M. Belousova) bereitgestellt.
Testbereich von VFD-Lasern VNIIEF (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Aus der Geschichte der Entwicklung von Hochenergielasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011)
Untersuchung der Wirkung von Laserstrahlung auf Materialien im Rahmen des Programms "Terra-3"
Ein umfangreiches Forschungsprogramm wurde durchgeführt, um die Auswirkungen energiereicher Laserstrahlung auf verschiedene Objekte zu untersuchen. Stahlproben, verschiedene Optikproben und verschiedene aufgebrachte Objekte wurden als "Ziele" verwendet. Im Allgemeinen leitete B. V. Zamyshlyaev die Richtung der Untersuchungen des Aufpralls auf Objekte, und A. M. Bonch-Bruevich leitete die Richtung der Forschung zur Strahlungsstärke der Optik. Die Arbeiten an dem Programm wurden von 1968 bis 1976 durchgeführt.
Der Einfluss von VEL-Strahlung auf das Mantelelement (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Aus der Geschichte der Entstehung von Hochenergielasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011).
Stahlprobe 15 cm dick. Exposition gegenüber Festkörperlaser. (Zarubin PV, Polskikh SV Aus der Geschichte der Entstehung von Hochenergielasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011).
Der Einfluss von VEL-Strahlung auf die Optik (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Aus der Geschichte der Entstehung von Hochenergielasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011).
Der Einfluss eines energiereichen CO2-Lasers auf ein Modellflugzeug, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV Aus der Geschichte der Entstehung von energiereichen Lasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011).
Untersuchung von Hochenergie-Elektroentladungslasern im Rahmen des Programms "Terra-3"
Wiederverwendbare PDLs mit elektrischer Entladung erforderten eine sehr leistungsstarke und kompakte gepulste elektrische Stromquelle. Als solche Quelle wurde beschlossen, explosive Magnetgeneratoren zu verwenden, deren Entwicklung vom VNIIEF-Team unter der Leitung von A. I. Pavlovsky für andere Zwecke durchgeführt wurde. Es sei darauf hingewiesen, dass auch A. D. Sacharow der Ursprung dieser Werke war. Explosive Magnetgeneratoren (ansonsten als magnetokumulative Generatoren bezeichnet) werden wie herkömmliche PD-Laser während des Betriebs zerstört, wenn ihre Ladung explodiert, aber ihre Kosten sind um ein Vielfaches niedriger als die Kosten eines Lasers. Explosiv-magnetische Generatoren, die von A. I. Pavlovsky und seinen Kollegen speziell für chemische Photodissoziationslaser mit elektrischer Entladung entwickelt wurden, trugen 1974 zur Schaffung eines experimentellen Lasers mit einer Strahlungsenergie pro Puls von etwa 90 kJ bei. Die Tests dieses Lasers wurden 1975 abgeschlossen.
1975 schlug eine Gruppe von Designern des Luch Central Design Bureau unter der Leitung von VK Orlov vor, explosive WRRL-Laser mit einem zweistufigen Schema (SRS) aufzugeben und durch PD-Laser mit elektrischer Entladung zu ersetzen. Dies erforderte eine weitere Überarbeitung und Anpassung des komplexen Designs. Es sollte ein FO-13-Laser mit einer Pulsenergie von 1 mJ verwendet werden.
Große elektrische Entladungslaser von VNIIEF.
Untersuchung von hochenergetischen elektronenstrahlgesteuerten Lasern im Rahmen des Programms "Terra-3"
Die Arbeiten an einem Frequenzpulslaser 3D01 einer Megawattklasse mit Ionisierung durch einen Elektronenstrahl begannen im Central Design Bureau "Luch" auf Initiative und unter Beteiligung von N. G. Basov und wurden später in der OKB "Raduga" (später GNIILTs "Raduga") unter der Leitung von G. G. Dolgova-Savelyeva. Experimentelle Arbeiten 1976 mit einem elektronenstrahlgesteuerten CO2-Laser erreichten eine durchschnittliche Leistung von etwa 500 kW bei einer Wiederholungsrate von bis zu 200 Hz. Ein Schema mit einer "geschlossenen" gasdynamischen Schleife wurde verwendet. Später wurde ein verbesserter Frequenzpulslaser KS-10 entwickelt (Central Design Bureau "Astrophysics", NV Cheburkin).
Frequenz-Puls-Elektroionisationslaser 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV Aus der Geschichte der Entstehung von Hochenergielasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011).
Wissenschaftlicher und experimenteller Brennkomplex 5N76 "Terra-3"
1966 begann das Vympel Design Bureau unter der Leitung von OA Ushakov mit der Entwicklung eines Entwurfs für den experimentellen Polygonkomplex Terra-3. Die Arbeiten am Entwurfsentwurf wurden bis 1969 fortgesetzt. Der Militäringenieur NN Shakhonsky war der unmittelbare Leiter der Entwicklung der Strukturen. Der Einsatz des Komplexes war am Raketenabwehrstandort in Sary-Shagan geplant. Der Komplex sollte Experimente zur Zerstörung von Sprengköpfen ballistischer Raketen mit Hochenergielasern durchführen. Das Design des Komplexes wurde im Zeitraum von 1966 bis 1975 wiederholt angepasst. Seit 1969 wird der Entwurf des Terra-3-Komplexes vom Luch Central Design Bureau unter der Leitung von MG Vasin durchgeführt. Der Komplex sollte mit einem zweistufigen Raman-Laser erstellt werden, wobei sich der Hauptlaser in beträchtlicher Entfernung (ca. 1 km) vom Leitsystem befindet. Dies wurde durch die Tatsache bestimmtdass in VFD-Lasern beim Emittieren bis zu 30 Tonnen Sprengstoff verbraucht werden sollten, was die Genauigkeit des Leitsystems beeinträchtigen könnte. Es war auch notwendig, das Fehlen einer mechanischen Wirkung von Fragmenten von VFD-Lasern sicherzustellen. Die Strahlung vom Raman-Laser zum Leitsystem sollte über einen unterirdischen optischen Kanal übertragen werden. Es sollte der AZh-7T Laser verwendet werden.
1969 begann am BNE Nr. 10 des Verteidigungsministeriums der UdSSR (Militäreinheit 03080, Übungsplatz für Raketenabwehr Sary-Shagan) am Standort Nr. 38 (Militäreinheit 06544) mit dem Bau von Einrichtungen für experimentelle Arbeiten zu Laserthemen. 1971 wurde der Bau des Komplexes aus technischen Gründen vorübergehend eingestellt, 1973 jedoch, wahrscheinlich nach Anpassung des Projekts, wieder aufgenommen.
Technische Gründe (laut Quelle - Zarubin PV "Akademik Basov …") bestanden darin, dass es bei einer Mikrometerwellenlänge der Laserstrahlung praktisch unmöglich war, den Strahl auf eine relativ kleine Fläche zu fokussieren. Jene. Befindet sich das Ziel in einer Entfernung von mehr als 100 km, beträgt die natürliche Winkeldivergenz der optischen Laserstrahlung in der Atmosphäre infolge der Streuung 0,0001 Grad. Dies wurde im Institut für atmosphärische Optik der sibirischen Abteilung der Akademie der Wissenschaften der UdSSR in Tomsk eingerichtet, das speziell geschaffen wurde, um die Umsetzung des von Acad geleiteten Programms zur Herstellung von Laserwaffen sicherzustellen. V. E. Zuev. Daraus folgte, dass der Laserstrahlungspunkt in einer Entfernung von 100 km einen Durchmesser von mindestens 20 Metern haben würde und die Energiedichte über eine Fläche von 1 Quadratzentimeter bei einer Gesamtenergie der Laserquelle von 1 MJ weniger als 0,1 J / cm 2 betragen würde. Das ist zu wenig fürUm eine Rakete zu treffen (um ein Loch von 1 cm2 darin zu erzeugen, nachdem sie drucklos gemacht wurde), sind mehr als 1 kJ / cm2 erforderlich. Und wenn ursprünglich VFD-Laser für den Komplex verwendet werden sollten, begannen die Entwickler, nachdem sie das Problem mit der Fokussierung des Strahls identifiziert hatten, sich auf die Verwendung von zweistufigen Kombiniererlasern zu stützen, die auf Raman-Streuung basieren.
Der Entwurf des Leitsystems wurde von der indischen Regierung (P. P. Zakharov) zusammen mit LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov) durchgeführt. Der hochpräzise Drehring wurde im bolschewistischen Werk hergestellt. Hochpräzise Antriebe und spielfreie Getriebe für Drehlager wurden vom Zentralforschungsinstitut für Automatisierung und Hydraulik unter Beteiligung der Staatlichen Technischen Universität Bauman Moskau entwickelt. Der optische Hauptweg wurde vollständig auf Spiegeln hergestellt und enthielt keine transparenten optischen Elemente, die durch Strahlung zerstört werden konnten.
1975 schlug eine Gruppe von Designern des Luch Central Design Bureau unter der Leitung von VK Orlov vor, explosive WRRL-Laser mit einem zweistufigen Schema (SRS) aufzugeben und durch PD-Laser mit elektrischer Entladung zu ersetzen. Dies erforderte eine weitere Überarbeitung und Anpassung des komplexen Designs. Es sollte ein FO-13-Laser mit einer Pulsenergie von 1 mJ verwendet werden. Letztendlich wurden die Einrichtungen mit Kampflasern nie fertiggestellt und in Betrieb genommen. Wurde nur das Leitsystem des Komplexes gebaut und genutzt.
Der Akademiker der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, B. V. Bunkin (NPO Almaz), wurde zum General Designer experimenteller Arbeiten am "Objekt 2506" (Komplex "Omega" für Flugabwehrwaffen - CWS PSO) am "Objekt 2505" (CWS ABM und PKO "Terra ernannt -3 ″) - Korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR ND Ustinov (Zentrales Designbüro „Luch“). Wissenschaftlicher Leiter der Arbeit ist der Akademiker E. P. Velikhov, Vizepräsident der Akademie der Wissenschaften der UdSSR. Von der Militäreinheit 03080 aus wurde die Analyse der Funktionsweise der ersten Prototypen von Lasermitteln für PSO und Raketenabwehr vom Leiter der 4. Abteilung der 1. Abteilung, Oberstleutnant G. I. Semenikhin, überwacht. Ab dem 4. GUMO seit 1976 übernahm der Abteilungsleiter, der 1980 Lenin-Preisträger für diesen Arbeitszyklus wurde, Oberst Yu. V., die Kontrolle über die Entwicklung und Erprobung von Waffen und militärischer Ausrüstung auf der Grundlage neuer physikalischer Prinzipien unter Verwendung von Lasern. Rubanenko. Am "Objekt 2505" ("Terra-3") wurde zunächst gebaut,in der Kontroll- und Schussposition (KOP) 5Zh16K und in den Zonen "G" und "D". Bereits im November 1973 wurden am KOP die ersten experimentellen Kampfarbeiten unter den Bedingungen des Trainingsgeländes durchgeführt. Um die Arbeiten zur Herstellung von Waffen auf der Grundlage neuer physikalischer Prinzipien zusammenzufassen, wurde 1974 auf dem Testgelände in der "Zone G" eine Ausstellung organisiert, in der die neuesten Werkzeuge gezeigt wurden, die von der gesamten Industrie der UdSSR in diesem Bereich entwickelt wurden. Die Ausstellung wurde vom Verteidigungsminister des Marschalls der UdSSR der Sowjetunion A. A. Grechko. Die Kampfarbeiten wurden mit einem speziellen Generator durchgeführt. Die Kampfmannschaft wurde von Oberstleutnant I. V. Nikulin geführt. Zum ersten Mal wurde auf dem Testgelände ein Ziel von der Größe einer Fünf-Kopeken-Münze aus kurzer Entfernung von einem Laser getroffen. Um die Arbeiten zur Herstellung von Waffen auf der Grundlage neuer physikalischer Prinzipien zusammenzufassen, wurde 1974 auf dem Testgelände in der "Zone G" eine Ausstellung organisiert, in der die neuesten Werkzeuge gezeigt wurden, die von der gesamten Industrie der UdSSR in diesem Bereich entwickelt wurden. Die Ausstellung wurde vom Verteidigungsminister des Marschalls der UdSSR der Sowjetunion A. A. Grechko. Die Kampfarbeiten wurden mit einem speziellen Generator durchgeführt. Die Kampfmannschaft wurde von Oberstleutnant I. V. Nikulin geführt. Zum ersten Mal wurde auf dem Testgelände ein Ziel von der Größe einer Fünf-Kopeken-Münze aus kurzer Entfernung von einem Laser getroffen. Um die Arbeiten zur Herstellung von Waffen auf der Grundlage neuer physikalischer Prinzipien zusammenzufassen, wurde 1974 auf dem Testgelände in der "Zone G" eine Ausstellung organisiert, in der die neuesten Werkzeuge gezeigt wurden, die von der gesamten Industrie der UdSSR in diesem Bereich entwickelt wurden. Die Ausstellung wurde vom Verteidigungsminister des Marschalls der UdSSR der Sowjetunion A. A. Grechko. Die Kampfarbeiten wurden mit einem speziellen Generator durchgeführt. Die Kampfmannschaft wurde von Oberstleutnant I. V. Nikulin geführt. Zum ersten Mal wurde auf dem Testgelände ein Ziel von der Größe einer Fünf-Kopeken-Münze aus kurzer Entfernung von einem Laser getroffen. Die Kampfarbeiten wurden mit einem speziellen Generator durchgeführt. Die Kampfmannschaft wurde von Oberstleutnant I. V. Nikulin geführt. Zum ersten Mal wurde auf dem Testgelände ein Ziel von der Größe einer Fünf-Kopeken-Münze aus kurzer Entfernung von einem Laser getroffen. Die Kampfarbeiten wurden mit einem speziellen Generator durchgeführt. Die Kampfmannschaft wurde von Oberstleutnant I. V. Nikulin geführt. Zum ersten Mal wurde auf dem Testgelände ein Ziel von der Größe einer Fünf-Kopeken-Münze aus kurzer Entfernung von einem Laser getroffen.
Der ursprüngliche Entwurf des Terra-3-Komplexes im Jahr 1969, der endgültige Entwurf im Jahr 1974 und das Volumen der implementierten Komponenten des Komplexes. (Zarubin PV, Polskikh SV Aus der Geschichte der Entstehung von Hochenergielasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011).
Die erzielten Erfolge beschleunigten die Arbeit an der Schaffung eines experimentellen Kampflaserkomplexes 5N76 "Terra-3". Der Komplex bestand aus dem Gebäude 41 / 42B (südliches Gebäude, manchmal auch als "41. Standort" bezeichnet), in dem sich ein Befehls- und Rechenzentrum auf der Basis von drei M-600-Computern befand, ein genauer Laser-Locator 5N27 - ein Analogon des LE-1 / 5N26-Laser-Locators (siehe oben), Datenübertragungssystem, universelles Zeitsystem, System spezieller technischer Ausrüstung, Kommunikation, Signalisierung. Die Testarbeiten an dieser Struktur wurden von der 5. Abteilung des 3. Testkomplexes (Abteilungsleiter, Oberst I. V. Nikulin) durchgeführt. Beim 5N76-Komplex bestand der Engpass jedoch in der Verzögerung bei der Entwicklung eines leistungsstarken Spezialgenerators für die Umsetzung der technischen Eigenschaften des Komplexes. Es wurde beschlossen, ein experimentelles Generatormodul (einen Simulator mit einem CO2-Laser) mit den erreichten Eigenschaften zu installieren, um den Kampfalgorithmus zu testen. Es war notwendig, die Struktur 6A für dieses Modul (Süd-Nord-Gebäude, manchmal auch "Terra-2" genannt) unweit des Gebäudes 41 / 42B zu bauen. Das Problem des Spezialgenerators wurde nie gelöst. Die Struktur für den Kampflaser wurde nördlich von "Site 41" errichtet, ein Tunnel mit Kommunikations- und Datenübertragungssystem führte dorthin, die Installation des Kampflasers wurde jedoch nicht durchgeführt. Ein Tunnel mit Kommunikations- und Datenübertragungssystem führte dazu, aber die Installation eines Kampflasers wurde nicht durchgeführt. Ein Tunnel mit Kommunikations- und Datenübertragungssystem führte dazu, aber die Installation eines Kampflasers wurde nicht durchgeführt.
Die Tests des Leitsystems begannen 1976-1977, aber die Arbeiten an den Hauptfeuerungslasern verließen nicht die Entwurfsphase, und nach einer Reihe von Treffen mit dem Minister für Verteidigungsindustrie der UdSSR S. A. Zverev wurde beschlossen, das Terra- 3 ". 1978 wurde mit Zustimmung des Verteidigungsministeriums der UdSSR das Programm zur Schaffung des 5N76 "Terra-3" -Komplexes offiziell abgeschlossen. Die Installation wurde nicht in Betrieb genommen und funktionierte nicht vollständig, sie löste keine Kampfmissionen. Der Bau des Komplexes wurde nicht vollständig abgeschlossen - das Leitsystem wurde vollständig installiert, die Hilfslaser des Ortungssystems des Leitsystems und des Kraftstrahlsimulators wurden installiert.
1979 wurde ein Rubinlaser in die Installation aufgenommen - ein Simulator eines Kampflasers - eine Anordnung von 19 Rubinlasern. Und 1982 wurde es durch einen CO2-Laser ergänzt. Darüber hinaus umfasste der Komplex einen Informationskomplex, der den Betrieb des Leitsystems sicherstellen soll, ein Leit- und Strahlhaltesystem mit einem hochpräzisen 5N27-Laserortungsgerät, mit dem die Koordinaten des Ziels genau bestimmt werden können. Die Fähigkeiten des 5N27 ermöglichten es nicht nur, die Entfernung zum Ziel zu bestimmen, sondern auch genaue Eigenschaften entlang seiner Flugbahn, der Form des Objekts und seiner Größe zu erhalten (nicht koordinierte Informationen). Mit Hilfe von 5N27 wurden Beobachtungen von Weltraumobjekten durchgeführt. Der Komplex führte Tests zur Wirkung von Strahlung auf das Ziel durch und richtete den Laserstrahl auf das Ziel. Der Komplex wurde verwendet, um Forschungen zum Zielen eines Laserstrahls mit geringer Leistung auf aerodynamische Ziele und zur Untersuchung der Ausbreitung eines Laserstrahls in der Atmosphäre durchzuführen.
1988 wurden Tests des Leitsystems für künstliche Erdsatelliten durchgeführt, aber 1989 begannen die Arbeiten an Laserthemen zu kürzen. 1989 wurde auf Initiative von Velikhov die Installation "Terra-3" einer Gruppe amerikanischer Wissenschaftler und Kongressabgeordneter gezeigt. Ende der neunziger Jahre wurden alle Arbeiten am Komplex eingestellt. Ab 2004 war die Hauptstruktur des Komplexes noch intakt, aber bis 2007 war der größte Teil der Struktur abgebaut worden. Alle Metallteile des Komplexes fehlen ebenfalls.
Bauplan 41 / 42V des 5N76 Terra-3-Komplexes.
Der Hauptteil des Gebäudes 41 / 42B des 5H76 Terra-3-Komplexes - Zielteleskop und Schutzkuppel, aufgenommen während eines Besuchs der amerikanischen Delegation, 1989
Das Leitsystem des Terra-3-Komplexes mit einem Laserortungsgerät (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Aus der Geschichte der Entstehung von Hochenergielasern und Lasersystemen in der UdSSR. Präsentation. 2011).
- 1984, 10. Oktober - Der 5N26 / LE-1-Lasersuchgerät hat die Parameter des Ziels gemessen - des wiederverwendbaren Challenger-Raumfahrzeugs (USA). Im Herbst 1983 schlug der Marschall der Sowjetunion, DF Ustinov, vor, dass der Kommandeur der ABM- und PKO-Truppen Yu. Votintsev einen Laserkomplex zur Begleitung des "Shuttles" verwenden sollte. Zu dieser Zeit führte ein Team von 300 Spezialisten Verbesserungen am Komplex durch. Dies wurde von Yu. Votintsev dem Verteidigungsminister gemeldet. Am 10. Oktober 1984, während des 13. Fluges des Challenger-Shuttles (USA), als seine Umlaufbahnen im Bereich des Sary-Shagan-Testgeländes stattfanden, fand das Experiment mit der Laserinstallation statt, die im Detektionsmodus mit minimaler Strahlungsleistung betrieben wurde. Die Umlaufbahn des Raumfahrzeugs betrug zu dieser Zeit 365 km, die geneigte Erkennungs- und Verfolgungsreichweite betrug 400-800 km. Die genaue Zielbezeichnung der Laserinstallation wurde vom 5N25 "Argun" Radarmesskomplex herausgegeben.
Wie die Besatzung der Challenger später berichtete, unterbrach das Schiff während des Fluges über das Balkhash-Gebiet plötzlich die Kommunikation, es kam zu Fehlfunktionen der Ausrüstung und die Astronauten selbst fühlten sich unwohl. Die Amerikaner begannen es zu klären. Bald stellten sie fest, dass die Besatzung einem künstlichen Einfluss der UdSSR ausgesetzt war, und erklärten einen offiziellen Protest. Aus humanen Gründen wurden in Zukunft die Laserinstallation und ein Teil der Funktechnikkomplexe des Testgeländes, die ein hohes Energiepotential aufweisen, nicht zur Begleitung der Shuttles verwendet. Im August 1989 wurde der amerikanischen Delegation ein Teil eines Lasersystems gezeigt, mit dem ein Laser auf ein Objekt gerichtet werden sollte.
Wenn es die Möglichkeit gibt, einen strategischen Raketengefechtskopf mit einem Laser abzuschießen, wenn er bereits in die Atmosphäre eingedrungen ist, ist es wahrscheinlich auch möglich, aerodynamische Ziele anzugreifen: Flugzeuge, Hubschrauber und Marschflugkörper? Dieses Problem wurde auch in unserer Militärabteilung behoben, und kurz nach dem Start von Terra-3 wurde ein Dekret erlassen, um das Omega-Projekt, ein Laser-Luftverteidigungssystem, zu starten. Dies fand Ende Februar 1967 statt. Die Entwicklung des Flugabwehrlasers wurde dem Strela Design Bureau anvertraut (wenig später wurde er in Almaz Central Design Bureau umbenannt). Relela führte relativ schnell alle erforderlichen Berechnungen durch und bildete ein ungefähres Erscheinungsbild des Flugabwehr-Laserkomplexes (der Einfachheit halber werden wir den Begriff ZLK einführen). Insbesondere war es erforderlich, die Strahlenergie auf mindestens 8-10 Megajoule zu erhöhen. Erstens wurde der ZLK mit Blick auf die praktische Anwendung entwickelt, und zweitens ist es notwendig, ein aerodynamisches Ziel schnell abzuschießen.bis es das Ziel erreicht, das es benötigt (für Flugzeuge ist dies ein Raketenstart, eine Bombenfreigabe oder ein Ziel im Fall von Marschflugkörpern). Daher beschlossen sie, die Energie der "Salve" ungefähr gleich der Explosionsenergie des Sprengkopfes der Flugabwehrrakete zu machen.
1972 kamen die ersten Geräte von Omega am Teststandort Sary-Shagan an. Die Montage des Komplexes erfolgte auf dem sogenannten. Objekt 2506 ("Terra-3" arbeitete an Objekt 2505). Das experimentelle ZLK enthielt keinen Kampflaser - es war noch nicht fertig - stattdessen wurde ein Strahlungssimulator installiert. Einfach ausgedrückt ist der Laser weniger leistungsstark. Außerdem verfügte die Installation über einen Laser-Ortungsmesser zur Erkennung, Identifizierung und vorläufigen Zielerfassung. Mit einem Strahlungssimulator erarbeiteten sie das Leitsystem und untersuchten die Wechselwirkung des Laserstrahls mit der Luft. Der Lasersimulator wurde nach dem sogenannten hergestellt. Technologie auf Glas mit Neodym, der Radar-Entfernungsmesser basierte auf einem Rubin-Emitter. Zusätzlich zu den Merkmalen des Betriebs des Laser-Luftverteidigungssystems, die zweifellos nützlich waren, wurden auch eine Reihe von Mängeln festgestellt. Das wichtigste ist die falsche Wahl des Kampflasersystems. Es enthüllte,Dieses Neodymglas kann nicht die erforderliche Leistung liefern. Der Rest der Probleme wurde ohne große Schwierigkeiten mit weniger Blut gelöst.
Alle bei den Tests von "Omega" gesammelten Erfahrungen wurden bei der Erstellung des "Omega-2" -Komplexes verwendet. Sein Hauptteil - ein Kampflaser - wurde jetzt auf einem schnell fließenden Gassystem mit elektrischem Pumpen aufgebaut. Als aktives Medium wurde Kohlendioxid gewählt. Das Zielsystem wurde auf Basis des Karat-2-Fernsehsystems erstellt. Das Ergebnis aller Verbesserungen waren die Trümmer des RUM-2B-Ziels, die am Boden rauchten. Dies geschah zum ersten Mal am 22. September 1982. Während der Tests des "Omega-2" wurden mehrere weitere Ziele abgeschossen, der Komplex wurde sogar für den Einsatz in den Truppen empfohlen, aber nicht nur übertroffen, sondern sogar die vorhandenen Luftverteidigungssysteme hinsichtlich der Eigenschaften eingeholt, was der Laser nicht konnte.
