Programme de recherche de lasers à haute énergie dans l'intérêt de la défense antimissile/complexe scientifique et expérimental. L'idée d'utiliser un laser à haute énergie pour détruire les missiles balistiques au stade final des ogives a été formulée en 1964 par NG Basov et ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). À l'automne 1965, N. G. Basov, directeur scientifique du VNIIEF Yu. B. Khariton, directeur adjoint du GOI pour les travaux scientifiques E. N. Tsarevsky et concepteur en chef du bureau d'études Vympel G. V. Kisunko a envoyé une note au Comité central du PCUS. sur la possibilité fondamentale de frapper des ogives de missiles balistiques avec un rayonnement laser et a proposé de déployer un programme expérimental approprié. La proposition a été approuvée par le Comité central du PCUS et le programme de travail sur la création d'une unité de tir laser pour les tâches de défense antimissile, préparé conjointement par OKB Vympel, FIAN et VNIIEF, a été approuvé par une décision du gouvernement en 1966.
Les propositions étaient basées sur l'étude du LPI sur les lasers à photodissociation à haute énergie (PDL) à base d'iodures organiques et sur la proposition du VNIIEF de "pomper" les PDL "à la lumière d'une forte onde de choc créée dans un gaz inerte par une explosion". L'Institut national d'optique (GOI) s'est également joint aux travaux. Le programme s'appelait "Terra-3" et prévoyait la création de lasers d'une énergie supérieure à 1 MJ, ainsi que la création d'un complexe laser de tir scientifique et expérimental (NEC) 5N76 sur leur base au terrain d'entraînement de Balkhash., où les idées d'un système laser pour la défense antimissile devaient être testées dans des conditions naturelles. N. G. Basov a été nommé superviseur scientifique du programme "Terra-3".
En 1969, du Vympel Design Bureau, l'équipe SKB s'est séparée, sur la base de laquelle le Luch Central Design Bureau (plus tard NPO Astrophysics) a été formé, qui s'est vu confier la mise en œuvre du programme Terra-3.
Vestiges de construction 41 / 42B avec un complexe de localisation laser 5H27 d'un complexe de tir 5H76 "Terra-3", photo 2008
Complexe expérimental scientifique "Terra-3" selon les idées américaines. Aux États-Unis, on pensait que le complexe était destiné à des cibles anti-satellites avec la transition vers la défense antimissile à l'avenir. Le dessin a été présenté pour la première fois par la délégation américaine aux pourparlers de Genève en 1978. Vue depuis le sud-est.
Télescope TG-1 du localisateur laser LE-1, site d'essai de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Le programme Terra-3 comprenait:
- Recherche fondamentale dans le domaine de la physique des lasers;
- Développement de la technologie laser;
- Développement et test de "grandes" "machines" laser expérimentales;
- Etudes de l'interaction d'un rayonnement laser puissant avec les matériaux et détermination de la vulnérabilité des équipements militaires;
- Etude de la propagation de puissants rayonnements laser dans l'atmosphère (théorie et expérimentation);
- Recherche sur l'optique laser et les matériaux optiques et développement de technologies optiques « de puissance »;
- Travaux dans le domaine de la télémétrie laser;
- Développement de méthodes et technologies pour le guidage du faisceau laser;
- Création et construction de nouveaux instituts et entreprises scientifiques, de conception, de production et d'essais;
- Formation d'étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs dans le domaine de la physique et de la technologie des lasers.
Les travaux menés dans le cadre du programme Terra-3 se sont développés dans deux directions principales: la télémétrie laser (y compris le problème de la sélection des cibles) et la destruction laser des ogives de missiles balistiques. Les travaux sur le programme ont été précédés des réalisations suivantes: en 1961.l'idée réelle de créer des lasers à photodissociation est née (Rautian et Sobelman, FIAN), et en 1962, des études de télémétrie laser ont commencé à OKB Vympel avec FIAN, et il a également été proposé d'utiliser le rayonnement du front d'onde de choc pour l'optique pompage du laser (Krokhin, FIAN, 1962 G.). En 1963, le bureau de conception de Vympel a commencé à développer un projet pour le localisateur laser LE-1. Après le démarrage des travaux du programme Terra-3, les étapes suivantes ont été franchies sur plusieurs années:
- 1965 - des expériences avec des lasers à photodissociation à haute énergie (VFDL) ont commencé, une puissance de 20 J a été atteinte (FIAN et VNIIEF);
- 1966 - une énergie d'impulsion de 100 J a été obtenue avec VFDL;
- 1967 - un schéma du localisateur laser expérimental LE-1 (OKB "Vympel", FIAN, GOI) a été sélectionné;
- 1967 - une énergie d'impulsion de 20 KJ a été obtenue avec VFDL;
- 1968 - une énergie d'impulsion de 300 KJ a été obtenue avec VFDL;
- 1968 - les travaux ont commencé sur un programme pour étudier les effets du rayonnement laser sur les objets et les vulnérabilités matérielles, le programme a été achevé en 1976;
- 1968 - la recherche et la création de lasers à haute énergie HF, CO2, CO débutent (FIAN, Luch - Astrophysique, VNIIEF, GOI, etc.), les travaux s'achèvent en 1976.
- 1969 - avec VFDL a reçu une énergie dans une impulsion d'environ 1 MJ;
- 1969 - le développement du localisateur LE-1 a été achevé et la documentation a été publiée;
- 1969 - le développement d'un laser à photodissociation (PDL) avec pompage par rayonnement d'une décharge électrique est lancé;
- 1972 - pour réaliser des travaux expérimentaux sur les lasers (hors programme "Terra-3") il a été décidé de créer un centre de recherche interdépartemental de l'OKB "Raduga" avec une portée laser (plus tard - CDB "Astrophysique").
- 1973 - la production industrielle de VFDL a commencé - FO-21, F-1200, FO-32;
- 1973 - sur le site d'essai de Sary-Shagan, l'installation d'un complexe laser expérimental avec un localisateur LE-1 a commencé, le développement et les tests du LE-1 ont commencé;
- 1974 - Les additionneurs SRS de la série AZ ont été créés (FIAN, "Luch" - "Astrophysique");
- 1975 - un puissant PDL à pompage électrique a été créé, puissance - 90 KJ;
- 1976 - un laser CO2 à électro-ionisation de 500 kW est créé (Luch - Astrophysique, FIAN);
- 1978 - le localisateur LE-1 a été testé avec succès, des tests ont été effectués sur des avions, des ogives de missiles balistiques et des satellites;
- 1978 - sur la base du Bureau central de conception "Luch" et du MNIC OKB "Raduga", l'OBNL "Astrophysique" a été formé (en dehors du programme "Terra-3"), directeur général - IV Ptitsyn, concepteur général - ND Ustinov (fils de D. F. Ustinov).
La visite du ministre de la Défense de l'URSS D. F. Ustinov et de l'académicien A. P. Aleksandrov à l'OKB "Raduga", fin des années 1970. (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
FIAN a étudié un nouveau phénomène dans le domaine de l'optique laser non linéaire: l'inversion du front d'onde du rayonnement. C'est une découverte majeure
permis à l'avenir dans une approche complètement nouvelle et très réussie pour résoudre un certain nombre de problèmes dans la physique et la technologie des lasers de haute puissance, principalement les problèmes de formation d'un faisceau extrêmement étroit et son pointage ultra-précis vers une cible. Pour la première fois, c'est dans le programme Terra-3 que des spécialistes de VNIIEF et FIAN ont proposé d'utiliser l'inversion du front d'onde pour cibler et fournir de l'énergie à une cible.
En 1994, NG Basov, répondant à une question sur les résultats du programme laser Terra-3, a déclaré: « Eh bien, nous avons fermement établi que personne ne peut abattre
une ogive de missile balistique avec un faisceau laser, et nous avons fait de grands progrès dans les lasers… ».
L'académicien E. Velikhov prend la parole au conseil scientifique et technique. Au premier rang, en gris clair, AM Prokhorov est le superviseur scientifique du programme "Omega". Fin des années 1970. (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Sous-programmes et axes de recherche "Terra-3":
Complexe 5N26 avec un localisateur laser LE-1 dans le cadre du programme Terra-3:
La possibilité potentielle des localisateurs laser de fournir une précision particulièrement élevée des mesures de la position de la cible a été étudiée au Vympel Design Bureau depuis 1962. -La Commission industrielle (MIC, l'organisme gouvernemental du complexe militaro-industriel de l'URSS) a été présentée un projet de création d'un localisateur laser expérimental pour la défense antimissile, qui a reçu le nom de code LE-1. La décision de créer une installation expérimentale sur le site d'essai de Sary-Shagan avec une portée allant jusqu'à 400 km a été approuvée en septembre 1963. En 1964-1965. le projet était développé au Vympel Design Bureau (laboratoire de G. E. Tikhomirov). La conception des systèmes optiques du radar a été réalisée par l'Institut national d'optique (laboratoire de P. P. Zakharov). La construction de l'installation a commencé à la fin des années 1960.
Le projet était basé sur les travaux de FIAN sur la recherche et le développement des lasers à rubis. Le localisateur était censé rechercher des cibles en peu de temps dans le "champ d'erreur" des radars, ce qui fournissait une désignation de cible au localisateur laser, ce qui nécessitait des puissances moyennes très élevées de l'émetteur laser à ce moment-là. Le choix final de la structure du localisateur a déterminé l'état réel des travaux sur les lasers à rubis, dont les paramètres réalisables en pratique se sont avérés nettement inférieurs à ceux initialement supposés: la puissance moyenne d'un laser au lieu de 1 attendue kW était dans ces années d'environ 10 W. Des expériences menées dans le laboratoire de N. G. Basov à l'Institut de physique Lebedev ont montré que l'augmentation de la puissance en amplifiant successivement le signal laser dans une chaîne (cascade) d'amplificateurs laser, comme cela était initialement envisagé, n'est possible que jusqu'à un certain niveau. Un rayonnement trop puissant a détruit les cristaux laser eux-mêmes. Des difficultés sont également apparues associées aux distorsions thermo-optiques du rayonnement dans les cristaux. À cet égard, il a été nécessaire d'installer dans le radar non pas un, mais 196 lasers fonctionnant alternativement à une fréquence de 10 Hz avec une énergie par impulsion de 1 J. La puissance de rayonnement moyenne totale de l'émetteur laser multicanal du localisateur était d'environ 2kW. Cela a conduit à une complication importante de son schéma, qui était à trajets multiples à la fois lors de l'émission et de l'enregistrement d'un signal. Il était nécessaire de créer des dispositifs optiques à grande vitesse de haute précision pour la formation, la commutation et le guidage de 196 faisceaux laser, qui déterminaient le champ de recherche dans l'espace cible. Dans le dispositif de réception du localisateur, un réseau de 196 PMT spécialement conçus a été utilisé. La tâche était compliquée par des erreurs associées aux systèmes optiques-mécaniques mobiles de grande taille du télescope et aux commutateurs optiques-mécaniques du localisateur, ainsi qu'aux distorsions introduites par l'atmosphère. La longueur totale du chemin optique du localisateur atteignait 70 m et comprenait plusieurs centaines d'éléments optiques - lentilles, miroirs et plaques, y compris mobiles, dont l'alignement mutuel devait être maintenu avec la plus grande précision.
Lasers émetteurs du localisateur LE-1, site d'essai de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Une partie du chemin optique du localisateur laser LE-1, le site d'essai de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
En 1969, le projet LE-1 a été transféré au Luch Central Design Bureau du ministère de l'Industrie de la Défense de l'URSS. ND Ustinov a été nommé concepteur en chef du LE-1. 1970-1971 le développement du localisateur LE-1 a été achevé dans son ensemble. Une large coopération d'entreprises de l'industrie de la défense a participé à la création du localisateur: grâce aux efforts de LOMO et de l'usine de Leningrad "Bolshevik", un télescope unique en termes de paramètres complexes TG-1 pour LE-1 a été créé, le concepteur en chef du télescope était BK Ionesiani (LOMO). Ce télescope avec un diamètre de miroir principal de 1,3 m a fourni une haute qualité optique du faisceau laser lorsqu'il fonctionnait à des vitesses et des accélérations des centaines de fois supérieures à celles des télescopes astronomiques classiques. De nombreuses nouvelles unités radar ont été créées: des systèmes de balayage et de commutation de précision à grande vitesse pour contrôler le faisceau laser, des photodétecteurs, des unités de traitement et de synchronisation du signal électronique, et d'autres dispositifs. Le contrôle du localisateur était automatique à l'aide de la technologie informatique; le localisateur était connecté aux stations radar du polygone à l'aide de lignes de transmission de données numériques.
Avec la participation du Geofizika Central Design Bureau (D. M. Khorol), un émetteur laser a été développé, qui comprenait 196 lasers très avancés à l'époque, un système pour leur refroidissement et leur alimentation. Pour LE-1, la production de cristaux de rubis laser de haute qualité, de cristaux KDP non linéaires et de nombreux autres éléments a été organisée. En plus de ND Ustinov, le développement de LE-1 a été dirigé par OA Ushakov, G. E. Tikhomirov et S. V. Bilibin.
Chefs du complexe militaro-industriel de l'URSS au terrain d'entraînement de Sary-Shagan, 1974. Au centre avec des lunettes - Le ministre de l'Industrie de la défense de l'URSS SA Zverev, à gauche - Le ministre de la Défense AA Grechko et son adjoint Yepishev, deuxième à gauche - NG. Bass. (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO "Astrophysique". Présentation. 2009).
Chefs du complexe industriel de défense de l'URSS sur le site LE-1, 1974. Au centre de la première rangée - le ministre de la Défense A. A. Grechko, à sa droite - N. G. Basov, puis - le ministre de l'Industrie de la défense de l'URSS S. A. Zverev… (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
La construction de l'installation a commencé en 1973. En 1974, les travaux d'ajustement ont été achevés et les tests de l'installation avec le télescope TG-1 du localisateur LE-1 ont commencé. En 1975, lors des tests, une localisation sûre d'une cible de type avion à une distance de 100 km a été obtenue et les travaux ont commencé sur la localisation des ogives de missiles balistiques et de satellites. 1978-1980 Avec l'aide de LE-1, des mesures de trajectoire de haute précision et le guidage de missiles, d'ogives et d'objets spatiaux ont été effectués. En 1979, le localisateur laser LE-1 comme moyen de mesures précises de la trajectoire a été accepté pour la maintenance conjointe de l'unité militaire 03080 (GNIIP n ° 10 du ministère de la Défense de l'URSS, Sary-Shagan). Pour la création du localisateur LE-1 en 1980, les employés du Luch Central Design Bureau ont reçu les prix Lénine et d'État de l'URSS. Travail actif sur le localisateur LE-1, incl. avec la modernisation de certains circuits électroniques et d'autres équipements, s'est poursuivie jusqu'au milieu des années 80. Des travaux ont été menés pour obtenir des informations non coordonnées sur les objets (informations sur la forme des objets par exemple). Le 10 octobre 1984, le localisateur laser 5N26 / LE-1 a mesuré les paramètres de la cible - le vaisseau spatial réutilisable Challenger (USA) - voir la section Statut ci-dessous pour plus de détails.
Localisateur TTX 5N26 / LE-1:
Le nombre de lasers dans le chemin - 196 pcs.
Longueur du trajet optique - 70 m
Puissance unitaire moyenne - 2 kW
Portée du localisateur - 400 km (selon le projet)
Précision de la détermination des coordonnées:
- par portée - pas plus de 10 m (selon le projet)
- en élévation - plusieurs secondes d'arc (selon le projet)
Dans la partie gauche de l'image satellite datée du 29 avril 2004, le bâtiment du complexe 5N26 avec le localisateur LE-1, en bas à gauche du radar Argun. 38e site du polygone de Sary-Shagan
Télescope TG-1 du localisateur laser LE-1, site d'essai de Sary-Shagan (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Télescope TG-1 du localisateur laser LE-1, site de test de Sary-Shagan (Polskikh SD, Goncharova GV SSC RF FSUE NPO Astrofizika. Présentation. 2009).
Etude des lasers à photodissociation à l'iode (VFDL) dans le cadre du programme "Terra-3".
Le premier laser de photodissociation de laboratoire (PDL) a été créé en 1964 par J. V. Kasper et G. S. Pimentel. Parce que l'analyse a montré que la création d'un laser rubis super puissant pompé par une lampe flash s'est avérée impossible, puis en 1965 N. G. Basov et O. N. l'idée d'utiliser un rayonnement de haute puissance et de haute énergie du front de choc dans le xénon comme source de rayonnement. Il a également été supposé que l'ogive d'un missile balistique serait vaincue en raison de l'effet réactif d'une évaporation rapide sous l'influence du laser d'une partie de l'obus de l'ogive. De telles PDL sont basées sur une idée physique formulée en 1961 par SG Rautian et IISobelman, qui ont montré théoriquement qu'il est possible d'obtenir des atomes ou des molécules excités par photodissociation de molécules plus complexes lorsqu'elles sont irradiées avec un puissant (non laser) flux lumineux… Les travaux sur les FDL explosifs (VFDL) dans le cadre du programme "Terra-3" ont été lancés en coopération de FIAN (VS Zuev, théorie du VFDL), VNIIEF (GA Kirillov, expériences avec VFDL), Central Design Bureau "Luch" avec le participation du GOI, du GIPH et d'autres entreprises. En peu de temps, le chemin est passé de prototypes de petite et moyenne taille à un certain nombre d'échantillons VFDL uniques à haute énergie produits par des entreprises industrielles. Une caractéristique de cette classe de lasers était leur jetable - le laser VFD a explosé pendant le fonctionnement, complètement détruit.
Schéma de principe du fonctionnement VFDL (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création des lasers à haute énergie et des systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Les premières expériences avec le PDL, réalisées en 1965-1967, ont donné des résultats très encourageants, et fin 1969 à VNIIEF (Sarov) sous la direction de S. B. ont testé des PDL avec une énergie d'impulsion de centaines de milliers de joules, soit environ 100 fois plus élevé que celui de n'importe quel laser connu dans ces années. Bien entendu, il n'a pas été possible d'en venir immédiatement à la création de PDL d'iode à des énergies extrêmement élevées. Différentes versions de la conception des lasers ont été testées. Une étape décisive dans la mise en œuvre d'une conception réalisable adaptée à l'obtention de hautes énergies de rayonnement a été franchie en 1966, lorsque, à la suite de l'étude des données expérimentales, il a été démontré que la proposition des scientifiques FIAN et VNIIEF (1965) de supprimer le une paroi en quartz séparant la source de rayonnement de la pompe et l'environnement actif peut être mise en œuvre. La conception générale du laser a été considérablement simplifiée et réduite à une coque en forme de tube, à l'intérieur ou sur la paroi extérieure de laquelle se trouvait une charge explosive allongée, et aux extrémités se trouvaient des miroirs du résonateur optique. Cette approche a permis de concevoir et de tester des lasers avec un diamètre de cavité utile de plus d'un mètre et une longueur de plusieurs dizaines de mètres. Ces lasers ont été assemblés à partir de sections standard d'environ 3 m de long.
Un peu plus tard (depuis 1967), une équipe de dynamique des gaz et de lasers dirigée par VK Orlov, qui a été formée au bureau de conception de Vympel puis transférée au bureau de conception central de Luch, a été engagée avec succès dans la recherche et la conception d'un PDL à pompage explosif.. Au cours des travaux, des dizaines de questions ont été examinées: de la physique de la propagation des ondes de choc et de la lumière dans un milieu laser à la technologie et à la compatibilité des matériaux et à la création d'outils et de méthodes spéciaux pour mesurer les paramètres de haute rayonnement laser de puissance. Il y avait aussi des problèmes de technologie d'explosion: le fonctionnement du laser nécessitait d'obtenir un front extrêmement « lisse » et droit de l'onde de choc. Ce problème a été résolu, les charges ont été conçues et des méthodes pour leur détonation ont été développées, ce qui a permis d'obtenir le front lisse requis de l'onde de choc. La création de ces VFDL a permis de commencer des expériences pour étudier l'effet du rayonnement laser de haute intensité sur les matériaux et les structures des cibles. Les travaux du complexe de mesure ont été fournis par l'Institut national d'optique (I. M. Belousova).
Site d'essai pour les lasers VFD VNIIEF (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Développement de modèles pour VFDL Central Design Bureau "Luch" sous la direction de V. K. Orlov (avec la participation de VNIIEF):
- FO-32 - en 1967, une énergie d'impulsion de 20 KJ a été obtenue avec un explosif pompé VFDL, la production commerciale de VFDL FO-32 a commencé en 1973;
Laser VFD FO-32 (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
- FO-21 - en 1968, pour la première fois avec le VFDL à pompage explosif, une énergie dans une impulsion de 300 KJ a été obtenue, et aussi en 1973 la production industrielle du VFDL FO-21 a été lancée;
- F-1200 - en 1969, pour la première fois avec un VFDL pompé de manière explosive, une énergie d'impulsion de 1 mégajoule a été obtenue. En 1971, la conception a été achevée et en 1973 la production industrielle du VFDL F-1200 a commencé;
Probablement, le prototype du laser F-1200 VFD est le premier laser mégajoule, assemblé à VNIIEF, 1969 (Zarubin P. V., Polskikh S. V. From the history of the creation of high energy lasers and laser systems in the USSR. Presentation. 2011) …
Le même WFDL, le même lieu et la même heure. Les mesures montrent qu'il s'agit d'un cadre différent.
TTX VFDL:
Enquête sur les lasers utilisant la diffusion Raman (SRS) dans le cadre du programme Terra-3:
La diffusion du rayonnement des premiers VFDL n'était pas satisfaisante - deux ordres de grandeur supérieur à la limite de diffraction, ce qui empêchait la livraison d'énergie sur des distances importantes. En 1966, NG Basov et II Sobel'man et leurs collaborateurs ont proposé de résoudre le problème en utilisant un schéma à deux étages - un laser combineur à diffusion Raman à deux étages (laser Raman), pompé par plusieurs lasers VFDL avec un diffusion. La haute efficacité du laser Raman et la grande homogénéité de son milieu actif (gaz liquéfiés) ont permis de créer un système laser à deux étages très efficace. Les recherches sur les lasers Raman ont été supervisées par EM Zemskov (Luch Central Design Bureau). Après des recherches sur la physique des lasers Raman au FIAN et au VNIIEF, l'« équipe » du Luch Central Design Bureau en 1974-1975. mené avec succès sur le site d'essai de Sary-Shagan au Kazakhstan une série d'expériences avec un système à 2 cascades de la série "AZ" (FIAN, "Luch" - plus tard "Astrophysique"). Ils ont dû utiliser de grandes optiques faites de silice fondue spécialement conçue pour assurer la résistance au rayonnement du miroir de sortie du laser Raman. Un système de trame multi-miroirs a été utilisé pour coupler le rayonnement des lasers VFDL dans le laser Raman.
La puissance du laser Raman AZh-4T a atteint 10 kJ par impulsion, et en 1975, un laser Raman à oxygène liquide AZh-5T avec une puissance d'impulsion de 90 kJ, une ouverture de 400 mm et une efficacité de 70 % a été testé. Jusqu'en 1975, le laser AZh-7T était censé être utilisé dans le complexe Terra-3.
Laser SRS sur oxygène liquide AZh-5T, 1975. L'ouverture de sortie du laser est vue devant. (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Système raster multi-miroirs utilisé pour introduire le rayonnement VDFL dans un laser Raman (Zarubin PV, Polskikh SV From the history of the creation of high energy lasers and laser systems in the USSR. Presentation. 2011).
Optique en verre détruite par le rayonnement laser Raman. Remplacé par une optique à quartz de haute pureté (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Etude de l'effet du rayonnement laser sur les matériaux dans le cadre du programme « Terra-3 »:
Un vaste programme de recherche a été mené pour étudier les effets du rayonnement laser à haute énergie sur une variété d'objets. Des échantillons d'acier, divers échantillons d'optiques et divers objets appliqués ont été utilisés comme "cibles". En général, B. V. Zamyshlyaev a dirigé la direction des études de l'impact sur les objets, et A. M. Bonch-Bruevich a dirigé la direction de la recherche sur la force de rayonnement de l'optique. Les travaux sur le programme ont été réalisés de 1968 à 1976.
L'impact du rayonnement VEL sur l'élément de revêtement (Zarubin P. V., Polskikh S. V. From the history of the creation of high energy lasers and laser systems in the USSR. Presentation. 2011).
Echantillon d'acier de 15 cm d'épaisseur. Exposition au laser à solide. (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Influence du rayonnement VEL sur l'optique (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
L'impact d'un laser CO2 à haute énergie sur un modèle réduit d'avion, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV From the history of the creation of high energy lasers and laser systems in the USSR. Presentation. 2011).
Etude des lasers à décharge électrique à haute énergie dans le cadre du programme « Terra-3 »:
Les PDL à décharge électrique réutilisables nécessitaient une source de courant électrique pulsé très puissante et compacte. En tant que telle source, il a été décidé d'utiliser des générateurs magnétiques explosifs, dont le développement a été réalisé par l'équipe VNIIEF dirigée par A. I. Pavlovsky à d'autres fins. Il est à noter que A. D. Sakharov était également à l'origine de ces travaux. Les générateurs magnétiques explosifs (autrement appelés générateurs magnéto-cumulatifs), tout comme les lasers PD conventionnels, sont détruits en fonctionnement lorsque leur charge explose, mais leur coût est plusieurs fois inférieur au coût d'un laser. Des générateurs magnétiques explosifs, spécialement conçus pour les lasers à photodissociation chimique à décharge électrique par A. I. Pavlovsky et ses collègues, ont contribué à la création en 1974 d'un laser expérimental avec une énergie de rayonnement par impulsion d'environ 90 kJ. Les tests de ce laser ont été achevés en 1975.
En 1975, un groupe de concepteurs du Luch Central Design Bureau, dirigé par VK Orlov, a proposé d'abandonner les lasers explosifs WFD avec un schéma à deux étages (SRS) et de les remplacer par des lasers PD à décharge électrique. Cela a nécessité la prochaine révision et l'ajustement du projet du complexe. Il était censé utiliser un laser FO-13 avec une énergie d'impulsion de 1 mJ.
Grands lasers à décharge électrique assemblés par VNIIEF.
Etude des lasers à haute énergie contrôlés par faisceau d'électrons dans le cadre du programme "Terra-3":
Les travaux sur un laser à impulsions de fréquence 3D01 d'une classe de mégawatts avec ionisation par un faisceau d'électrons ont commencé au Bureau central de conception "Luch" à l'initiative et avec la participation de NG Basov et ont ensuite filé dans une direction distincte à l'OKB "Raduga " (plus tard - GNIILTs "Raduga") sous la direction de G. G. Dolgova-Savelyeva. Dans un travail expérimental en 1976 avec un laser CO2 contrôlé par faisceau d'électrons, une puissance moyenne d'environ 500 kW a été atteinte à un taux de répétition allant jusqu'à 200 Hz. Un schéma avec une boucle gazodynamique "fermée" a été utilisé. Plus tard, un laser à impulsions de fréquence amélioré KS-10 a été créé (Central Design Bureau "Astrophysics", NV Cheburkin).
Laser à électroionisation à impulsions de fréquence 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Complexe de tir scientifique et expérimental 5N76 "Terra-3":
En 1966, le Vympel Design Bureau sous la direction d'OA Ushakov a commencé le développement d'un avant-projet pour le complexe polygonal expérimental Terra-3. Le travail sur le projet de conception s'est poursuivi jusqu'en 1969. L'ingénieur militaire NN Shakhonsky était le superviseur immédiat du développement des structures. Le déploiement du complexe était prévu sur le site de défense antimissile de Sary-Shagan. Le complexe était destiné à mener des expériences sur la destruction d'ogives de missiles balistiques avec des lasers à haute énergie. Le projet du complexe a été corrigé à plusieurs reprises dans la période de 1966 à 1975. Depuis 1969, la conception du complexe Terra-3 a été réalisée par le Luch Central Design Bureau sous la direction de MG Vasin. Le complexe devait être créé à l'aide d'un laser Raman à deux étages avec le laser principal situé à une distance considérable (environ 1 km) du système de guidage. Cela était dû au fait que dans les lasers VFD, lors de l'émission, il était censé utiliser jusqu'à 30 tonnes d'explosif, ce qui pouvait avoir un impact sur la précision du système de guidage. Il fallait également s'assurer de l'absence d'action mécanique de fragments de lasers VFD. Le rayonnement du laser Raman au système de guidage était censé être transmis par un canal optique souterrain. Il était censé utiliser le laser AZh-7T.
En 1969, au GNIIP n ° 10 du ministère de la Défense de l'URSS (unité militaire 03080, terrain d'entraînement à la défense antimissile de Sary-Shagan) sur le site n ° 38 (unité militaire 06544), la construction d'installations pour des travaux expérimentaux sur des sujets laser a commencé. En 1971, la construction du complexe a été temporairement suspendue pour des raisons techniques, mais en 1973, probablement après ajustement du projet, elle a été reprise.
Des raisons techniques (selon la source - Zarubin PV "Academician Basov …") consistaient dans le fait qu'à une longueur d'onde du micron du rayonnement laser, il était pratiquement impossible de focaliser le faisceau sur une zone relativement petite. Celles. si la cible est à une distance de plus de 100 km, la divergence angulaire naturelle du rayonnement laser optique dans l'atmosphère résultant de la diffusion est de 0, 0001 degrés. Celui-ci a été établi à l'Institut d'optique atmosphérique de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de l'URSS à Tomsk, spécialement créé pour assurer la mise en œuvre du programme de création d'armes laser, dirigé par Acad. V. E. Zuev. De là, il s'ensuit que le spot de rayonnement laser à une distance de 100 km aurait un diamètre d'au moins 20 mètres, et la densité d'énergie sur une surface de 1 cm carré à une énergie de source laser totale de 1 MJ serait moins à 0,1 J/cm2. C'est trop peu - pour frapper une fusée (pour y créer un trou de 1 cm2, en la dépressurisant), il faut plus de 1 kJ / cm2. Et si au départ, il était censé utiliser des lasers VFD sur le complexe, après avoir identifié le problème de focalisation du faisceau, les développeurs ont commencé à se tourner vers l'utilisation de lasers combineurs à deux étages basés sur la diffusion Raman.
La conception du système de guidage a été réalisée par GOI (P. P. Zakharov) en collaboration avec LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). Le support rotatif de haute précision a été créé dans l'usine bolchevique. Des entraînements de haute précision et des boîtes de vitesses sans jeu pour les roulements d'orientation ont été développés par l'Institut central de recherche en automatisation et hydraulique avec la participation de l'Université technique d'État Bauman de Moscou. Le chemin optique principal était entièrement réalisé sur des miroirs et ne contenait pas d'éléments optiques transparents pouvant être détruits par les radiations.
En 1975, un groupe de concepteurs du Luch Central Design Bureau, dirigé par VK Orlov, a proposé d'abandonner les lasers explosifs WFD avec un schéma à deux étages (SRS) et de les remplacer par des lasers PD à décharge électrique. Cela a nécessité la prochaine révision et l'ajustement du projet du complexe. Il était censé utiliser un laser FO-13 avec une énergie d'impulsion de 1 mJ. En fin de compte, les installations avec des lasers de combat n'ont jamais été achevées et mises en service. A été construit et utilisé uniquement le système de guidage du complexe.
L'académicien de l'Académie des sciences de l'URSS BV Bunkin (NPO Almaz) a été nommé concepteur général des travaux expérimentaux à "l'objet 2506" (le complexe "Omega" d'armes de défense anti-aériennes - CWS PSO), à "l'objet 2505" (CWS ABM et PKO "Terra -3 ") - Membre correspondant de l'Académie des sciences de l'URSS ND Ustinov ("Bureau central de conception "Luch"). Superviseur scientifique - Vice-président de l'Académie des sciences de l'URSS Académicien EP Velikhov. De l'unité militaire 03080 par l'analyse du fonctionnement des premiers prototypes de moyens laser de PSO et de défense antimissile a été menée par le chef du 4e département du 1er département, le lieutenant-colonel ingénieur GISemenikhin. À partir du 4e GUMO depuis 1976, contrôle du développement et des essais de armes et équipements militaires sur de nouveaux principes physiques utilisant des lasers a été réalisée par le chef du département, qui est devenu lauréat en 1980 du prix Lénine pour ce cycle de travail, le colonel YV Rubanenko. La construction était en cours à "l'objet 2505" ("Terra- 3"), tout d'abord au poste de contrôle et de tir (KOP) 5Ж16К et dans les zones "G" et "D". Déjà en novembre 1973, la première opération de combat expérimentale a été menée au KOP. travailler dans les conditions de la décharge. En 1974, pour résumer les travaux menés sur la création d'armes sur de nouveaux principes physiques, une exposition a été organisée au banc d'essai de la "Zone G" montrant les derniers outils développés par l'ensemble de l'industrie de l'URSS dans ce domaine. L'exposition a été visitée par le ministre de la Défense de l'URSS, le maréchal de l'Union soviétique A. A. Grechko. Le travail de combat a été effectué à l'aide d'un générateur spécial. L'équipage de combat était dirigé par le lieutenant-colonel I. V. Nikulin. Pour la première fois sur le site de test, une cible de la taille d'une pièce de cinq kopecks a été touchée par un laser à courte portée.
La conception initiale du complexe Terra-3 en 1969, la conception finale en 1974 et le volume des composants mis en œuvre du complexe. (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Les succès obtenus ont accéléré les travaux sur la création d'un complexe laser de combat expérimental 5N76 "Terra-3". Le complexe se composait du bâtiment 41 / 42V (bâtiment sud, parfois appelé "41e site"), qui abritait un centre de commandement et de calcul basé sur trois ordinateurs M-600, un localisateur laser précis 5N27 - un analogue du LE-1 / 5N26 localisateur laser (voir ci-dessus), système de transmission de données, système de temps universel, système d'équipements techniques spéciaux, communications, signalisation. Les travaux d'essai sur cette installation ont été effectués par le 5e département du 3e complexe d'essais (chef du département, le colonel I. V. Nikulin). Cependant, sur le complexe 5N76, le goulot d'étranglement était le retard dans le développement d'un puissant générateur spécial pour la mise en œuvre des caractéristiques techniques du complexe. Il a été décidé d'installer un module générateur expérimental (un simulateur avec un laser CO2 ?) avec les caractéristiques atteintes pour tester l'algorithme de combat. Il a fallu construire pour ce module le bâtiment 6A (bâtiment sud-nord, parfois appelé "Terra-2") non loin du bâtiment 41/42B. Le problème du générateur spécial n'a jamais été résolu. La structure du laser de combat a été érigée au nord du "Site 41", un tunnel avec des communications et un système de transmission de données y conduit, mais l'installation du laser de combat n'a pas été réalisée.
L'installation laser de la gamme expérimentale se composait des lasers réels (ruby - un réseau de 19 lasers rubis et d'un laser CO2), d'un système de guidage et de confinement du faisceau, d'un complexe d'informations conçu pour assurer le fonctionnement du système de guidage, ainsi que un localisateur laser de haute précision 5H27, conçu pour une détermination précise des objectifs de coordonnées. Les capacités du 5N27 ont permis non seulement de déterminer la distance jusqu'à la cible, mais aussi d'obtenir des caractéristiques précises le long de sa trajectoire, la forme de l'objet, sa taille (informations non coordonnées). Avec l'aide de 5N27, des observations d'objets spatiaux ont été réalisées. Le complexe a effectué des tests sur l'effet du rayonnement sur la cible, en pointant le faisceau laser sur la cible. Avec l'aide du complexe, des études ont été menées pour diriger le faisceau d'un laser de faible puissance vers des cibles aérodynamiques et pour étudier les processus de propagation d'un faisceau laser dans l'atmosphère.
Les tests du système de guidage ont commencé en 1976-1977, mais les travaux sur les principaux lasers de tir n'ont pas quitté le stade de la conception et, après une série de réunions avec le ministre de l'Industrie de la défense de l'URSS SA Zverev, il a été décidé de fermer le Terra - 3". En 1978, avec l'accord du ministère de la Défense de l'URSS, le programme de création du complexe 5N76 "Terra-3" a été officiellement clôturé.
L'installation n'a pas été mise en service et n'a pas fonctionné pleinement, elle n'a pas résolu les missions de combat. La construction du complexe n'a pas été entièrement achevée - le système de guidage a été installé dans son intégralité, les lasers auxiliaires du localisateur de système de guidage et le simulateur de faisceau de force ont été installés. En 1989, les travaux sur les sujets laser ont commencé à diminuer. En 1989, à l'initiative de Velikhov, l'installation Terra-3 a été montrée à un groupe de scientifiques américains.
Schéma de construction 41 / 42V du complexe 5N76 "Terra-3".
La partie principale du bâtiment 41/42B du complexe 5H76 "Terra-3" est le télescope du système de guidage et le dôme de protection, la photo a été prise lors d'une visite de l'installation par la délégation américaine, 1989.
Le système de guidage du complexe "Terra-3" avec un localisateur laser (Zarubin PV, Polskikh SV De l'histoire de la création de lasers à haute énergie et de systèmes laser en URSS. Présentation. 2011).
Statut: l'URSS
- 1964 - N. G. Basov et O. N. Krokhin ont formulé l'idée de frapper la GS BR par un laser.
- automne 1965 - une lettre au Comité central du PCUS sur la nécessité d'une étude expérimentale de la défense antimissile laser.
- 1966 - le début des travaux dans le cadre du programme Terra-3.
- 10 octobre 1984 - le localisateur laser 5N26 / LE-1 a mesuré les paramètres de la cible - le vaisseau spatial réutilisable Challenger (USA). À l'automne 1983, le maréchal de l'Union soviétique DF Ustinov a suggéré que le commandant des troupes ABM et PKO Yu. Votintsev utilise un complexe laser pour accompagner la "navette". À cette époque, une équipe de 300 spécialistes effectuait des améliorations au complexe. Cela a été rapporté par Yu. Votintsev au ministre de la Défense. Le 10 octobre 1984, lors du 13e vol de la navette Challenger (USA), alors que ses orbites orbitales se déroulaient dans la zone du site d'essai de Sary-Shagan, l'expérience s'est déroulée alors que l'installation laser fonctionnait dans la détection mode avec la puissance de rayonnement minimale. L'altitude orbitale du vaisseau spatial à cette époque était de 365 km, la plage de détection et de suivi inclinée était de 400 à 800 km. La désignation précise de la cible de l'installation laser a été publiée par le complexe de mesure radar Argun.
Comme l'équipage du Challenger l'a rapporté plus tard, pendant le vol au-dessus de la région de Balkhash, le navire a soudainement déconnecté la communication, il y a eu des dysfonctionnements de l'équipement et les astronautes eux-mêmes se sont sentis mal. Les Américains ont commencé à faire le tri. Bientôt, ils ont réalisé que l'équipage avait été soumis à une sorte d'influence artificielle de l'URSS, et ils ont déclaré une protestation officielle. Sur la base de considérations humaines, à l'avenir, l'installation laser, et même une partie des complexes d'ingénierie radio du site d'essai, qui ont un potentiel énergétique élevé, n'ont pas été utilisées pour escorter les navettes. En août 1989, une partie d'un système laser conçu pour pointer un laser sur un objet a été montrée à la délégation américaine.