Kompleks naukowo-eksperymentalny „Terra-3” według pomysłów amerykańskich. W Stanach Zjednoczonych wierzono, że kompleks został zaprojektowany dla celów antysatelitarnych z przejściem na obronę przeciwrakietową w przyszłości. Rysunek został po raz pierwszy zaprezentowany przez delegację amerykańską podczas rozmów genewskich w 1978 r. Widok od strony południowo-wschodniej.
Pomysł wykorzystania wysokoenergetycznego lasera do niszczenia rakiet balistycznych w końcowej fazie głowic został sformułowany w 1964 roku przez NG Basov i ON Krokhin (FIAN MI. PN Lebedeva). Jesienią 1965 roku N. G. Basov, dyrektor naukowy VNIIEF Yu. B. Khariton, zastępca dyrektora GOI ds. Pracy naukowej, E. N. Carevsky i główny projektant Vympel OKB, G. V. Kisunko, przesłał notatkę do Komitetu Centralnego KPZR. który mówił o fundamentalnej możliwości trafiania w głowice rakiet balistycznych promieniowaniem laserowym i zaproponował wdrożenie odpowiedniego programu eksperymentalnego. Propozycja została zaakceptowana przez Komitet Centralny KPZR, a program prac nad utworzeniem zespołu odpalania laserowego do zadań obrony przeciwrakietowej, przygotowany wspólnie przez OKB Vympel, FIAN i VNIIEF, został zatwierdzony decyzją rządu w 1966 roku.
Propozycje opierały się na badaniu FIAN wysokoenergetycznych laserów fotodysocjacyjnych (PDL) opartych na jodkach organicznych oraz propozycji VNIIEF dotyczącej „pompowania” PDL przez „światło silnej fali uderzeniowej wytworzonej w gazie obojętnym w wyniku wybuchu”. Do prac włączył się również Państwowy Instytut Optyczny (GOI). Program otrzymał nazwę „Terra-3” i przewidywał stworzenie laserów o energii powyżej 1 MJ, a także stworzenie na ich bazie naukowo-eksperymentalnego kompleksu laserowego strzelania (NEC) 5N76 na poligonie Balchasz, gdzie miały być testowane pomysły systemu laserowego do obrony przeciwrakietowej. w warunkach naturalnych. NG Basov został mianowany opiekunem naukowym programu „Terra-3”.
W 1969 roku z Biura Projektowego Vympel wyodrębniono zespół SKB, na bazie którego powstało Centralne Biuro Projektowe Luch (później Biuro Badań i Rozwoju Astrofizyki), któremu powierzono realizację programu Terra-3.
Pozostałości konstrukcji 41 / 42B z kompleksem lokalizatora laserowego 5H27 kompleksu wypalania 5H76 „Terra-3”, fot. 2008
Teleskop TG-1 laserowego lokalizatora LE-1, stanowisko testowe Sary-Shagan (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Z historii powstania wysokoenergetycznych laserów i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja 2011).
Prace w ramach programu Terra-3 rozwijanego w dwóch głównych kierunkach: dystansowanie laserowe (w tym problem wyboru celu) oraz laserowe niszczenie głowic pocisków balistycznych. Prace nad programem poprzedziły następujące osiągnięcia: w 1961 r. Powstał pomysł stworzenia laserów fotodysocjacyjnych (Rautian i Sobelman, FIAN), aw 1962 r. Rozpoczęto badania lasera w OKB „Vympel” wspólnie z FIAN, a także zaproponowano wykorzystanie promieniowania frontu uderzeniowego fale do optycznego pompowania lasera (Krokhin, FIAN, 1962). W 1963 roku Biuro Projektowe Vympel rozpoczęło prace nad projektem lokalizatora laserowego LE-1.
FIAN badał nowe zjawisko w dziedzinie nieliniowej optyki laserowej - odwrócenie czoła fali promieniowania. To wielkie odkrycie
Film promocyjny:
pozwoliło w przyszłości na zupełnie nowe i bardzo udane podejście do rozwiązywania szeregu problemów z fizyki i technologii laserów dużej mocy, przede wszystkim problemów formowania niezwykle wąskiej wiązki i jej ultraprecyzyjnego namierzania celu. Po raz pierwszy w programie Terra-3 specjaliści z VNIIEF i FIAN zaproponowali użycie odwrócenia czoła fali do kierowania i dostarczania energii do celu.
W 1994 roku NG Basov, odpowiadając na pytanie dotyczące wyników programu laserowego Terra-3, powiedział: „Cóż, ustaliliśmy mocno, że nikt nie może zestrzelić głowicy pocisku balistycznego za pomocą wiązki laserowej, a my poczyniliśmy wielkie postępy w laserach …”. Pod koniec lat 90. wszystkie prace na obiektach kompleksu Terra-3 zostały przerwane.
Podprogramy i kierunki badań „Terra-3”
Kompleks 5N26 z lokalizatorem laserowym LE-1 w ramach programu „Terra-3”
Potencjalna zdolność lokalizatorów laserowych do zapewnienia szczególnie wysokiej dokładności pomiarów pozycji celu była badana w Biurze Projektowym Vympel od 1962 roku. -Komisja Przemysłowa (MIC, organ rządowy kompleksu wojskowo-przemysłowego ZSRR) przedstawił projekt stworzenia eksperymentalnego lokalizatora laserowego do obrony przeciwrakietowej o kryptonimie LE-1. Decyzja o stworzeniu konfiguracji eksperymentalnej na poligonie Sary-Shagan o zasięgu do 400 km została zatwierdzona we wrześniu 1963 roku. W latach 1964-1965. opracowanie projektu odbyło się w Vympel Design Bureau (laboratorium G. E. Tikhomirova). Projekt układów optycznych radaru wykonał Państwowy Instytut Optyczny (laboratorium P. P. Zacharowa). Budowa obiektu rozpoczęła się pod koniec lat 60.
Projekt opierał się na pracach FIAN nad badaniami i rozwojem laserów rubinowych. Radar miał poszukiwać celów w „polu błędu” radarów w krótkim czasie, co dawało wyznaczenie celu lokalizatorowi laserowemu, co wymagało wówczas bardzo dużych średnich mocy emitera laserowego. Ostateczny dobór konstrukcji lokalizatora determinował rzeczywisty stan pracy laserów rubinowych, których osiągalne parametry w praktyce okazały się znacznie niższe od pierwotnie zakładanych: średnia moc jednego lasera zamiast spodziewanego 1 kW wynosiła w tamtych latach około 10 W. Eksperymenty przeprowadzone w laboratorium N. G. Basova w Lebedev Physical Institute wykazały, że zwiększenie mocy poprzez sukcesywne wzmacnianie sygnału lasera w łańcuchu (kaskadzie) wzmacniaczy laserowych, jak pierwotnie zakładano, jest możliwe tylko do pewnego poziomu. Zbyt silne promieniowanie zniszczyło same kryształy laserowe. Pojawiły się również trudności związane z termooptycznymi zniekształceniami promieniowania w kryształach.
W związku z tym konieczne było zainstalowanie w radarze nie jednego, ale 196 laserów pracujących na przemian z częstotliwością 10 Hz z energią na impuls 1 J. Całkowita średnia moc promieniowania wielokanałowego nadajnika laserowego lokalizatora wynosiła około 2 kW. Doprowadziło to do znacznej komplikacji jego schematu, który był wielościeżkowy zarówno podczas wysyłania, jak i rejestrowania sygnału. Konieczne było stworzenie precyzyjnych, szybkich urządzeń optycznych do formowania, przełączania i kierowania 196 wiązkami laserowymi, które wyznaczały pole poszukiwań w przestrzeni docelowej. W urządzeniu odbiorczym lokalizatora zastosowano tablicę 196 specjalnie zaprojektowanych PMT. Zadanie komplikowały błędy związane z wielkogabarytowymi ruchomymi układami optyczno-mechanicznymi teleskopu i optyczno-mechanicznymi przełącznikami lokalizatora, a także zniekształceniami wprowadzanymi przez atmosferę. Całkowita długość drogi optycznej radaru sięgała 70 mi obejmowała kilkaset elementów optycznych - soczewek, zwierciadeł i płytek, w tym ruchomych, których wzajemne ustawienie musiało być utrzymywane z najwyższą dokładnością.
Transmisja laserów lokalizatora LE-1 na poligonie Sary-Shagan (nagranie z filmu dokumentalnego Beam Masters, 2009).
Część ścieżki optycznej lokalizatora laserowego LE-1, poligon Sary-Shagan (kadry filmu dokumentalnego Beam Masters, 2009 i Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO Astrophysics. Prezentacja. 2009).
W 1969 roku projekt LE-1 został przekazany do Centralnego Biura Projektowego Luch Ministerstwa Przemysłu Obronnego ZSRR. ND Ustinov został mianowany głównym projektantem LE-1. W latach 1970-1971. prace nad lokalizatorem LE-1 zostały zakończone w całości. W tworzeniu lokalizatora wzięła udział szeroka współpraca przedsiębiorstw przemysłu obronnego: staraniem LOMO i leningradzkich zakładów "Bolszewik" powstał unikalny pod względem kompleksu parametrów teleskop TG-1, którego głównym konstruktorem był B. K. Ionesiani (LOMO). Ten teleskop o średnicy zwierciadła głównego 1,3 m zapewniał wysoką jakość optyczną wiązki laserowej podczas pracy z prędkościami i przyspieszeniami setki razy większymi niż w przypadku klasycznych teleskopów astronomicznych. Powstało wiele nowych węzłów radarowych: szybkie, precyzyjne systemy skanowania i przełączania do sterowania wiązką laserową, fotodetektory,elektroniczne jednostki przetwarzania i synchronizacji sygnałów oraz inne urządzenia. Sterowanie lokalizatorem odbywało się automatycznie za pomocą technologii komputerowej; lokalizator był połączony ze stacjami radarowymi wielokąta za pomocą cyfrowych linii danych.
Przy udziale Centralnego Biura Projektowego Geofizika (D. M. Khorol) opracowano nadajnik laserowy, w skład którego wchodziło 196 bardzo zaawansowanych wówczas laserów, system ich chłodzenia i zasilania. Dla LE-1 zorganizowano produkcję wysokiej jakości laserowych kryształów rubinowych, nieliniowych kryształów KDP i wielu innych pierwiastków. Oprócz N. D. Ustinova, rozwojem LE-1 kierowali O. A. Ushakov, G. E. Tikhomirov i S. V. Bilibin.
Budowę obiektu rozpoczęto w 1973 roku. W 1974 roku zakończono prace regulacyjne i rozpoczęto testy obiektu z teleskopem TG-1 lokalizatora LE-1. W 1975 roku podczas testów uzyskano pewną lokalizację celu typu lotniczego w odległości 100 km i rozpoczęto prace nad lokalizacją głowic pocisków balistycznych i satelitów. 1978-1980 Za pomocą LE-1 prowadzono bardzo precyzyjne pomiary trajektorii i naprowadzanie pocisków, głowic i obiektów kosmicznych. W 1979 r. Laserowy lokalizator LE-1 jako środek do dokładnych pomiarów trajektorii został przyjęty do wspólnego utrzymania jednostki wojskowej 03080 (DNBN nr 10 Ministerstwa Obrony ZSRR, Sary-Szagan). Za stworzenie lokalizatora LE-1 w 1980 roku pracownicy Centralnego Biura Projektowego „Luch” otrzymali Nagrody im. Lenina i Państwowe ZSRR. Aktywna praca nad lokalizatorem LE-1, m.in. wraz z modernizacją części układów elektronicznych i innych urządzeń,trwała do połowy lat osiemdziesiątych. Trwały prace nad uzyskaniem nieskoordynowanych informacji o obiektach (np. Informacji o kształcie obiektów). 10 października 1984 r. Laserowy lokalizator 5N26 / LE-1 dokonał pomiaru parametrów celu - statku kosmicznego wielokrotnego użytku Challenger (USA) - szczegółowe informacje znajdują się w sekcji Status poniżej.
Lokalizator TTX 5N26 / LE-1:
Liczba laserów na ścieżce - 196 szt.
Długość ścieżki optycznej - 70 m
Średnia moc jednostkowa - 2 kW
Zasięg lokalizatora - 400 km (wg projektu)
Dokładność wyznaczania współrzędnych:
- według zasięgu - nie więcej niż 10 m (wg projektu)
- w elewacji - kilka sekund łukowych (zgodnie z projektem)
Teleskop TG-1 laserowego lokalizatora LE-1, poligon Sary-Shagan (kadr z filmu dokumentalnego Beam Masters, 2009).
Teleskop TG-1 laserowego lokalizatora LE-1 - kopuła ochronna stopniowo przesuwa się w lewo, wielokąt Sary-Shagan (kadr z filmu dokumentalnego Beam Lords, 2009).
Teleskop TG-1 laserowego lokalizatora LE-1 w pozycji roboczej, poligon Sary-Shagan (Polskikh S. D., Goncharova G. V. SSC RF FSUE NPO Astrophysics. Prezentacja 2009).
Badanie fotodysocjacyjnych laserów jodowych (PFDL) w ramach programu „Terra-3”
Pierwszy laboratoryjny laser fotodysocjacyjny (PDL) został stworzony w 1964 roku przez J. V. Kasper i G. S. Pimentel. Ponieważ analiza wykazała, że stworzenie super mocnego lasera rubinowego pompowanego lampą błyskową okazało się niemożliwe, a następnie w 1965 roku N. G. Basov i O. N. pomysł wykorzystania jako źródła promieniowania optycznego pompowania dużej mocy i energii promieniowania frontu uderzeniowego w ksenonie. Założono również, że głowica pocisku balistycznego zostanie pokonana w wyniku reaktywnego efektu szybkiego odparowania pod wpływem lasera części łuski głowicy. Takie PDL są oparte na idei fizycznej sformułowanej w 1961 roku przez S. G. Rautiana i I. I. Sobel'mana, którzy teoretycznie wykazaliże wzbudzone atomy lub cząsteczki można otrzymać przez fotodysocjację bardziej złożonych cząsteczek, gdy są one naświetlane silnym (nielaserowym) strumieniem światła. Prace nad wybuchowym FDL (VFDL) w ramach programu „Terra-3” były realizowane we współpracy FIAN (V. S. Zuev, teoria VFDL), VNIIEF (G. A. Kirillov, eksperymenty z VFDL), Centralne Biuro Projektowe „Luch” z udziałem GOI, GIPH i inne przedsiębiorstwa. W krótkim czasie ścieżka przeszła od małych i średnich prototypów do szeregu unikalnych próbek VFDL o wysokiej energii wytwarzanych przez przedsiębiorstwa przemysłowe. Cechą laserów tej klasy była ich jednorazowość - laser VFD eksplodował podczas pracy, całkowicie zniszczony. Kirillov, eksperymenty z VFDL), Centralne Biuro Projektowe „Łucz” z udziałem GOI, GIPH i innych przedsiębiorstw. W krótkim czasie ścieżka przeszła od małych i średnich prototypów do szeregu unikalnych próbek VFDL o wysokiej energii wytwarzanych przez przedsiębiorstwa przemysłowe. Cechą laserów tej klasy była ich jednorazowość - laser VFD eksplodował podczas pracy, całkowicie zniszczony. Kirillov, eksperymenty z VFDL), Centralne Biuro Projektowe „Łucz” z udziałem GOI, GIPH i innych przedsiębiorstw. W krótkim czasie ścieżka przeszła od małych i średnich prototypów do szeregu unikalnych próbek VFDL o wysokiej energii wytwarzanych przez przedsiębiorstwa przemysłowe. Cechą laserów tej klasy była ich jednorazowość - laser VFD eksplodował podczas pracy, całkowicie zniszczony.
Schematyczny diagram działania VFDL (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii powstania wysokoenergetycznych laserów i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Pierwsze eksperymenty z PDL, przeprowadzone w latach 1965-1967, dały bardzo zachęcające wyniki i do końca 1969 roku w VNIIEF (Sarov) pod kierownictwem S. B. Kormera z udziałem naukowców z FIAN i GOI zostały opracowane, zebrane i testowali PDL z energią impulsów promieniowania setek tysięcy dżuli, która była około 100 razy wyższa niż w przypadku jakiegokolwiek lasera znanego w tamtych latach. Oczywiście nie było możliwe od razu powstanie jodowych PDL o ekstremalnie wysokich energiach. Przetestowano różne wersje konstrukcji lasera. Decydujący krok w realizacji wykonalnego projektu, nadającego się do otrzymywania wysokich energii promieniowania, nastąpił w 1966 r., Kiedy w wyniku badania danych eksperymentalnych wykazano, że propozycja naukowców z FIAN i VNIIEF (1965) dotycząca usunięcia kwarcowej ściany oddzielającej źródło promieniowania pompy i można wdrożyć aktywne środowisko. Ogólny projekt lasera został znacznie uproszczony i zredukowany do powłoki w postaci tuby, w której wewnątrz lub na zewnętrznej ściance znajdował się podłużny ładunek wybuchowy, a na końcach znajdowały się zwierciadła rezonatora optycznego. Takie podejście umożliwiło zaprojektowanie i przetestowanie laserów o roboczej średnicy wnęki przekraczającej metr i długości kilkudziesięciu metrów. Lasery te zostały złożone ze standardowych odcinków o długości około 3 m.
Nieco później (od 1967 r.) Zespół dynamiki gazu i laserów kierowany przez VK Orlov, który został utworzony w Biurze Projektowym Vympel, a następnie przeniesiony do Centralnego Biura Projektowego Luch, z powodzeniem zaangażował się w badania i projekt pompowanego wybuchowo PDL. W trakcie pracy rozważono kilkadziesiąt zagadnień: od fizyki procesów propagacji wstrząsów i fal świetlnych w ośrodku laserowym po technologię i kompatybilność materiałów oraz stworzenie specjalnych narzędzi i metod pomiaru parametrów promieniowania laserowego dużej mocy. Pojawiły się również kwestie technologii wybuchu: działanie lasera wymagało uzyskania wyjątkowo „gładkiego” i prostego czoła fali uderzeniowej. Problem został rozwiązany, zaprojektowano ładunki i opracowano metody ich detonacji, które pozwoliły na uzyskanie wymaganego gładkiego frontu uderzeniowego. Stworzenie tych VFDL umożliwiło rozpoczęcie eksperymentów w celu zbadania wpływu promieniowania laserowego o dużym natężeniu na materiały i struktury docelowe. Pracę kompleksu pomiarowego zapewnił rząd Indii (I. M. Belousova).
Stanowisko testowe laserów VFD VNIIEF (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Z historii powstania laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja 2011)
Badanie wpływu promieniowania laserowego na materiały w ramach programu „Terra-3”
Przeprowadzono szeroko zakrojony program badawczy w celu zbadania wpływu wysokoenergetycznego promieniowania laserowego na różne obiekty. Próbki stali, różne próbki optyki i różne obiekty użytkowe były używane jako „cele”. Generalnie B. V. Zamyshlyaev kierował kierunkiem badań wpływu na obiekty, a A. M. Bonch-Bruevich kierował kierunkiem badań nad siłą promieniowania optyki. Prace nad programem trwały od 1968 do 1976 roku.
Wpływ promieniowania VEL na element okładziny (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Z historii powstania wysokoenergetycznych laserów i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Próbka stalowa o grubości 15 cm Ekspozycja na laser na ciele stałym. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii powstania wysokoenergetycznych laserów i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Wpływ promieniowania VEL na optykę (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Z historii powstania laserów wysokoenergetycznych i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Wpływ wysokoenergetycznego lasera CO2 na model samolotu, NPO Almaz, 1976 (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii powstania wysokoenergetycznych laserów i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Badanie wysokoenergetycznych laserów wyładowczych w ramach programu „Terra-3”
Wielokrotnego użytku PDL z wyładowaniami elektrycznymi wymagały bardzo mocnego i kompaktowego pulsacyjnego źródła prądu elektrycznego. Jako takie źródło zdecydowano się na użycie wybuchowych generatorów magnetycznych, których opracowaniem zajął się zespół VNIIEF kierowany przez A. I. Pavlovsky'ego do innych celów. Należy zauważyć, że A. D. Sacharow był również źródłem tych prac. Wybuchowe generatory magnetyczne (inaczej nazywane są generatorami magnetokumulatywnymi), podobnie jak konwencjonalne lasery PD, ulegają zniszczeniu podczas pracy, gdy ich ładunek eksploduje, ale ich koszt jest wielokrotnie niższy niż koszt lasera. Generatory magnetyczno-wybuchowe, specjalnie zaprojektowane przez A. I. Pavlovsky i współpracowników do chemicznych laserów fotodysocjacyjnych z wyładowaniami elektrycznymi, przyczyniły się do stworzenia w 1974 r. Eksperymentalnego lasera o energii promieniowania na impuls około 90 kJ. Testy tego lasera zakończono w 1975 roku.
W 1975 r. Grupa projektantów z Centralnego Biura Projektowego Luch, kierowana przez VK Orłowa, zaproponowała rezygnację z wybuchowych laserów WFD w układzie dwustopniowym (SRS) i zastąpienie ich laserami wyładowczymi PD. Wymagało to kolejnej rewizji i dostosowania złożonego projektu. Miał on wykorzystywać laser FO-13 o energii impulsu 1 mJ.
Duże lasery wyładowcze zmontowane przez VNIIEF.
Badanie wysokoenergetycznych laserów sterowanych wiązką elektronów w ramach programu „Terra-3”
Prace nad laserem impulsowo-częstotliwościowym 3D01 klasy megawatów z jonizacją przez wiązkę elektronów rozpoczęły się w Centralnym Biurze Projektowym "Luch" z inicjatywy i przy udziale N. G. Basova, a następnie wyrosły w odrębnym kierunku w OKB "Raduga" (później - GNIILTs "Raduga") pod kierownictwem G. G. Dolgova-Savelyeva. Prace eksperymentalne w 1976 roku z laserem CO2 sterowanym wiązką elektronów osiągnęły średnią moc około 500 kW przy częstotliwości powtarzania do 200 Hz. Zastosowano schemat z „zamkniętą” pętlą dynamiczną gazu. Później powstał ulepszony laser impulsowo-częstotliwościowy KS-10 (Centralne Biuro Projektowe „Astrofizyka”, NV Cheburkin).
Laser elektrojonizacyjny impulsowo-częstotliwościowy 3D01. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii powstania wysokoenergetycznych laserów i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Naukowy i doświadczalny zespół napalania 5N76 „Terra-3”
W 1966 roku Biuro Projektowe Vympel pod kierownictwem OA Uszakow rozpoczęło prace nad projektem projektu eksperymentalnego kompleksu poligonów Terra-3. Prace nad wstępnym projektem trwały do 1969 roku. Bezpośrednim kierownikiem budowy konstrukcji był inżynier wojskowy NN Shakhonsky. Rozmieszczenie kompleksu zaplanowano na stanowisku obrony przeciwrakietowej w Sary-Shagan. Kompleks przeznaczony był do prowadzenia eksperymentów nad niszczeniem głowic pocisków balistycznych za pomocą laserów wysokoenergetycznych. Projekt kompleksu był wielokrotnie dostosowywany w okresie od 1966 do 1975 roku. Od 1969 roku projekt kompleksu Terra-3 prowadzony jest przez Centralne Biuro Projektowe Luch pod kierownictwem MG Vasin. Kompleks miał powstać za pomocą dwustopniowego lasera Ramana z laserem głównym umieszczonym w znacznej odległości (około 1 km) od układu naprowadzania. Zdecydował o tym faktże w laserach VFD miał zużywać do 30 ton materiału wybuchowego podczas emisji, co może wpłynąć na dokładność systemu naprowadzania. Konieczne było również zapewnienie braku mechanicznego działania fragmentów laserów VFD. Promieniowanie z lasera Ramana do systemu naprowadzania miało być przekazywane podziemnym kanałem optycznym. Miał używać lasera AZh-7T.
W 1969 r. Na DNIP nr 10 Ministerstwa Obrony ZSRR (jednostka wojskowa 03080, poligon obrony przeciwrakietowej Sary-Szagan) na stanowisku nr 38 (jednostka wojskowa 06544) rozpoczęto budowę obiektów do prac eksperymentalnych na tematy laserowe. W 1971 r. Budowa kompleksu została czasowo wstrzymana ze względów technicznych, jednak w 1973 r., Prawdopodobnie po dostosowaniu projektu, wznowiono ją.
Przyczyny techniczne (według źródła - Zarubin PV "Akademik Basov …") polegały na tym, że przy mikronowej długości fali promieniowania laserowego praktycznie niemożliwe było ogniskowanie wiązki na stosunkowo niewielkim obszarze. Te. jeśli cel znajduje się w odległości większej niż 100 km, wówczas naturalna dywergencja kątowa optycznego promieniowania laserowego w atmosferze w wyniku rozpraszania wynosi 0,0001 stopnia. Powstało to w Instytucie Optyki Atmosferycznej przy Syberyjskim Oddziale Akademii Nauk ZSRR w Tomsku, na czele którego stanął Acad. V. E. Zuev. Z tego wynikało, że plamka promieniowania laserowego w odległości 100 km miałaby średnicę co najmniej 20 metrów, a gęstość energii na obszarze 1 cm kwadratowego przy całkowitej energii źródła lasera wynoszącej 1 MJ byłaby mniejsza niż 0,1 J / cm2. To za mało naaby uderzyć rakietę (aby utworzyć w niej otwór o powierzchni 1 cm2, po rozhermetyzowaniu), wymagane jest więcej niż 1 kJ / cm2. A jeśli początkowo miał na kompleksie zastosować lasery VFD, to po zidentyfikowaniu problemu z ogniskowaniem wiązki, twórcy zaczęli skłaniać się ku zastosowaniu dwustopniowych laserów łączących opartych na rozpraszaniu Ramana.
Projekt systemu naprowadzania został wykonany przez GOI (P. P. Zacharow) wspólnie z LOMO (R. M. Kasherininov, B. Ya. Gutnikov). Pierścień obrotowy o wysokiej precyzji powstał w zakładzie bolszewickim. Wysokoprecyzyjne napędy i bezluzowe przekładnie do łożysk obrotowych zostały opracowane przez Centralny Instytut Badawczy Automatyki i Hydrauliki przy udziale Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Technicznego Bauman. Główna ścieżka optyczna została w całości wykonana na zwierciadłach i nie zawierała przezroczystych elementów optycznych, które mogłyby zostać zniszczone przez promieniowanie.
W 1975 r. Grupa projektantów z Centralnego Biura Projektowego Luch, kierowana przez VK Orłowa, zaproponowała rezygnację z wybuchowych laserów WFD w układzie dwustopniowym (SRS) i zastąpienie ich laserami wyładowczymi PD. Wymagało to kolejnej rewizji i dostosowania złożonego projektu. Miał on wykorzystywać laser FO-13 o energii impulsu 1 mJ. Ostatecznie obiekty z laserami bojowymi nigdy nie zostały ukończone i nie zostały uruchomione. Został zbudowany i używany tylko system naprowadzania kompleksu.
Akademik Akademii Nauk ZSRR B. V. Bunkin (NPO Almaz) został mianowany generalnym projektantem prac eksperymentalnych w "obiekcie 2506" (kompleks broni przeciwlotniczej "Omega" - CWS PSO) w "obiekcie 2505" (CWS ABM i PKO "Terra -3 ″) - Członek korespondent Akademii Nauk ZSRR ND Ustinov (Centralne Biuro Projektowe „Luch”). Opiekun naukowy pracy to akademik E. P. Velikhov, wiceprezydent Akademii Nauk ZSRR. Z jednostki wojskowej 03080 nad analizą funkcjonowania pierwszych prototypów środków laserowych PSO i obrony przeciwrakietowej kierował naczelnik IV oddziału I oddziału, ppłk inżyniera G. I. Od IV GUMO od 1976 roku kontrolę nad rozwojem i testowaniem uzbrojenia i sprzętu wojskowego w oparciu o nowe zasady fizyczne z wykorzystaniem laserów sprawował kierownik wydziału, który w 1980 roku został laureatem Nagrody Lenina za ten cykl pracy płk Yu. V. Rubanenko. Na „obiekcie 2505” („Terra-3”) trwała budowa przede wszystkimna stanowisku kierowania i strzelania (KOP) 5Ż16K oraz w strefach „G” i „D”. Już w listopadzie 1973 r. W KOP przeprowadzono pierwsze eksperymentalne prace bojowe w warunkach poligonu. W 1974 roku, w celu podsumowania prac prowadzonych nad stworzeniem broni opartej na nowych zasadach fizycznych, na poligonie w „Strefie G” zorganizowano wystawę pokazującą najnowsze narzędzia opracowane przez cały przemysł ZSRR w tej dziedzinie. Wystawę odwiedził Minister Obrony ZSRR Marszałek ZSRR A. A. Grechko. Prace bojowe prowadzono za pomocą specjalnego generatora. Na czele załogi bojowej stał podpułkownik I. V. Nikulin. Po raz pierwszy na stanowisku testowym cel wielkości monety o nominale pięciu kopiejek został trafiony laserem z bliskiej odległości. W 1974 roku, w celu podsumowania prac prowadzonych nad stworzeniem broni opartej na nowych zasadach fizycznych, na poligonie w „Strefie G” zorganizowano wystawę pokazującą najnowsze narzędzia opracowane przez cały przemysł ZSRR w tej dziedzinie. Wystawę odwiedził Minister Obrony ZSRR Marszałek ZSRR A. A. Grechko. Prace bojowe prowadzono za pomocą specjalnego generatora. Na czele załogi bojowej stał podpułkownik I. V. Nikulin. Po raz pierwszy na stanowisku testowym cel wielkości monety o nominale pięciu kopiejek został trafiony laserem z bliskiej odległości. W 1974 roku, w celu podsumowania prac prowadzonych nad stworzeniem broni opartej na nowych zasadach fizycznych, na poligonie w „Strefie G” zorganizowano wystawę pokazującą najnowsze narzędzia opracowane przez cały przemysł ZSRR w tej dziedzinie. Wystawę odwiedził Minister Obrony ZSRR Marszałek ZSRR A. A. Grechko. Prace bojowe prowadzono za pomocą specjalnego generatora. Na czele załogi bojowej stał podpułkownik I. V. Nikulin. Po raz pierwszy na stanowisku testowym cel wielkości monety o nominale pięciu kopiejek został trafiony laserem z bliskiej odległości. Prace bojowe prowadzono za pomocą specjalnego generatora. Na czele załogi bojowej stał podpułkownik I. V. Nikulin. Po raz pierwszy na stanowisku testowym cel wielkości monety o nominale pięciu kopiejek został trafiony laserem z bliskiej odległości. Prace bojowe prowadzono za pomocą specjalnego generatora. Na czele załogi bojowej stał podpułkownik I. V. Nikulin. Po raz pierwszy na stanowisku testowym cel wielkości monety o nominale pięciu kopiejek został trafiony laserem z bliskiej odległości.
Wstępny projekt kompleksu Terra-3 w 1969 r., Ostateczny projekt w 1974 r. I wielkość zrealizowanych elementów kompleksu. (Zarubin PV, Polskikh SV Z historii powstania wysokoenergetycznych laserów i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
Osiągnięte sukcesy przyspieszyły prace nad stworzeniem eksperymentalnego kompleksu lasera bojowego 5N76 „Terra-3”. Kompleks składał się z budynku 41 / 42B (budynek południowy, czasami nazywany „41. placówką”), w którym mieściło się centrum dowodzenia i obliczeń oparte na trzech komputerach M-600, dokładny lokalizator laserowy 5N27 - analog lokalizatora laserowego LE-1 / 5N26 (patrz wyżej), system transmisji danych, uniwersalny system czasu, system specjalnego wyposażenia technicznego, łączność, sygnalizacja. Prace testowe na tej konstrukcji zostały przeprowadzone przez V wydział III kompleksu testowego (kierownik wydziału, płk I. V. Nikulin). Jednak w kompleksie 5N76 wąskim gardłem było opóźnienie w opracowaniu potężnego specjalnego generatora do realizacji charakterystyk technicznych kompleksu. Zdecydowano się zainstalować eksperymentalny moduł generatora (symulator z laserem CO2) o uzyskanych właściwościach do testowania algorytmu walki. Konieczne było zbudowanie konstrukcji 6A dla tego modułu (budynek południowy-północny, czasami nazywany „Terra-2”) niedaleko budynku 41 / 42B. Problem specjalnego generatora nigdy nie został rozwiązany. Konstrukcja lasera bojowego została wzniesiona na północ od "Ośrodka 41", prowadził do niej tunel z łącznością i systemem transmisji danych, ale nie przeprowadzono instalacji lasera bojowego.prowadził do niego tunel z komunikacją i systemem transmisji danych, ale nie przeprowadzono instalacji lasera bojowego.prowadził do niego tunel z komunikacją i systemem transmisji danych, ale nie przeprowadzono instalacji lasera bojowego.
Testy systemu naprowadzania rozpoczęto w latach 1976-1977, ale prace nad głównymi laserami strzelającymi nie wyszły z etapu projektowania i po serii spotkań z Ministrem Przemysłu Obronnego ZSRR S. A. Zverev zdecydowano o zamknięciu Terra- 3 ″. W 1978 roku, za zgodą Ministerstwa Obrony ZSRR, program budowy kompleksu 5N76 „Terra-3” został oficjalnie zamknięty. Instalacja nie została uruchomiona i nie działała w pełni, nie rozwiązała misji bojowych. Budowa kompleksu nie została w pełni zakończona - zainstalowano system naprowadzania, zainstalowano pomocnicze lasery lokalizatora systemu naprowadzania oraz symulator wiązki siły.
W 1979 roku do instalacji włączono laser rubinowy - symulator lasera bojowego - zestaw 19 laserów rubinowych. W 1982 roku został uzupełniony o laser CO2. Ponadto kompleks obejmował kompleks informacji zaprojektowany w celu zapewnienia działania systemu naprowadzania, system naprowadzania i utrzymywania wiązki z precyzyjnym lokalizatorem laserowym 5N27, zaprojektowanym do dokładnego określania współrzędnych celu. Możliwości 5N27 umożliwiły nie tylko określenie odległości do celu, ale także uzyskanie dokładnych charakterystyk wzdłuż jego trajektorii, kształtu obiektu, jego wielkości (informacje niewspółrzędne). Przy pomocy 5N27 prowadzono obserwacje obiektów kosmicznych. Kompleks przeprowadził badania wpływu promieniowania na cel, kierując wiązkę lasera na cel. Kompleks posłużył do przeprowadzenia badań nad kierowaniem wiązki lasera małej mocy na cele aerodynamiczne oraz badania propagacji wiązki laserowej w atmosferze.
W 1988 r. Przeprowadzono testy systemu naprowadzania dla satelitów sztucznej ziemi, ale do 1989 r. Prace nad laserami zaczęły się ograniczać. W 1989 roku z inicjatywy Velikhova instalacja „Terra-3” została pokazana grupie amerykańskich naukowców i kongresmanów. Pod koniec lat 90. wszystkie prace na kompleksie zostały wstrzymane. W 2004 r. Główna konstrukcja kompleksu była nadal nienaruszona, ale do 2007 r. Większość konstrukcji została rozebrana. Brakuje również wszystkich metalowych części kompleksu.
Schemat budowy 41 / 42V kompleksu 5N76 Terra-3.
Główna część budynku 41 / 42B kompleksu 5H76 Terra-3 - celownik teleskopu i kopuła ochronna, uchwycona podczas wizyty delegacji amerykańskiej w 1989 roku
System naprowadzania kompleksu Terra-3 z lokalizatorem laserowym (Zarubin P. V., Polskikh S. V. Z historii powstania wysokoenergetycznych laserów i systemów laserowych w ZSRR. Prezentacja. 2011).
- 1984 10 października - laserowy lokalizator 5N26 / LE-1 dokonał pomiaru parametrów celu - statku kosmicznego wielokrotnego użytku Challenger (USA). Jesienią 1983 r. Marszałek Związku Radzieckiego DF Ustinow zasugerował, aby dowódca ABM i PKO Yu. Wotintsev użył kompleksu laserowego do towarzyszenia „wahadłowcowi”. W tym czasie zespół 300 specjalistów dokonywał ulepszeń na terenie kompleksu. Poinformował o tym Yu. Wotintsev do ministra obrony. 10 października 1984 r., Podczas 13. lotu promu Challenger (USA), gdy jego orbity odbywały się w rejonie poligonu Sary-Shagan, przeprowadzono eksperyment z instalacją laserową pracującą w trybie detekcji z minimalną mocą promieniowania. Orbita statku kosmicznego w tym czasie wynosiła 365 km, nachylony zasięg wykrywania i śledzenia 400-800 km. Dokładne oznaczenie celu instalacji laserowej zostało wydane przez zespół pomiarowy radaru 5N25 "Argun".
Jak później poinformowała załoga „Challengera”, podczas lotu nad rejonem Bałchasz połączenie na statku zostało nagle przerwane, sprzęt przestał działać, a sami astronauci źle się poczuli. Amerykanie zaczęli to rozwiązywać. Wkrótce zdali sobie sprawę, że załoga została poddana jakimś sztucznym wpływom ZSRR i ogłosili oficjalny protest. Opierając się na względach humanitarnych, w przyszłości instalacja laserowa i część kompleksów radiotechnicznych stanowiska testowego, które mają wysoki potencjał energetyczny, nie były używane do eskortowania wahadłowców. W sierpniu 1989 roku część systemu laserowego przeznaczonego do wycelowania lasera w obiekt została pokazana delegacji amerykańskiej.
Jeśli istnieje możliwość zestrzelenia laserem strategicznej głowicy rakietowej, która już weszła w atmosferę, to prawdopodobnie możliwe jest również atakowanie celów aerodynamicznych: samolotów, helikopterów i pocisków manewrujących? Problemem tym zajęto się również w naszym dziale wojskowym i wkrótce po starcie Terra-3 wydano dekret o uruchomieniu projektu Omega, laserowego systemu obrony powietrznej. Miało to miejsce pod koniec lutego 1967 roku. Stworzenie lasera przeciwlotniczego powierzono Biuru Projektowemu Strela (nieco później przemianowano go na Centralne Biuro Projektowe Almaz). Stosunkowo szybko Strela przeprowadził wszystkie niezbędne obliczenia i uformował przybliżony wygląd kompleksu laserów przeciwlotniczych (dla wygody wprowadzimy termin ZLK). W szczególności konieczne było podniesienie energii wiązki do co najmniej 8-10 megadżuli. Po pierwsze ZLK został stworzony z myślą o praktycznym zastosowaniu, a po drugie konieczne jest szybkie zestrzelenie celu aerodynamicznego,dopóki nie osiągnie celu, którego potrzebuje (w przypadku samolotów jest to wystrzelenie pocisku, zrzucenie bomby lub cel w przypadku pocisków samosterujących). Dlatego postanowili uczynić energię „salwy” w przybliżeniu równą energii wybuchu głowicy bojowej pocisku przeciwlotniczego.
W 1972 roku pierwszy sprzęt firmy Omega przybył na poligon testowy Sary-Shagan. Montaż kompleksu został przeprowadzony na tzw. obiekt 2506 („Terra-3” pracował przy obiekcie 2505). Eksperymentalny ZLK nie zawierał lasera bojowego - nie był jeszcze gotowy - zamiast tego zainstalowano symulator promieniowania. Mówiąc najprościej, laser ma mniejszą moc. Ponadto instalacja miała laserowy lokalizator-dalmierz do wykrywania, identyfikacji i wstępnego namierzania. Przy pomocy symulatora promieniowania opracowali system naprowadzania i zbadali interakcję wiązki laserowej z powietrzem. Symulator laserowy został wykonany zgodnie z tzw. Technologia na szkle z neodymem, dalmierz radarowy został oparty na emiterze rubinowym. Oprócz cech niewątpliwie przydatnych w działaniu systemu laserowej obrony powietrznej zidentyfikowano również szereg niedociągnięć. Głównym z nich jest zły wybór systemu lasera bojowego. Okazało się,że szkło neodymowe nie może zapewnić wymaganej mocy. Reszta problemów została rozwiązana bez większych trudności przy mniejszej ilości krwi.
Całe doświadczenie zdobyte podczas testów „Omegi” zostało wykorzystane przy tworzeniu kompleksu „Omega-2”. Jego główna część - laser bojowy - została teraz zbudowana na szybko przepływającym systemie gazowym z pompą elektryczną. Jako ośrodek aktywny wybrano dwutlenek węgla. System celowania wykonano w oparciu o system telewizyjny Karat-2. Rezultatem wszystkich ulepszeń były szczątki palącego się celu RUM-2B na ziemi, po raz pierwszy miało to miejsce 22 września 1982 roku. Podczas testów "Omega-2" zestrzelono kilka kolejnych celów, kompleks był nawet zalecany do użycia w wojsku, ale laser nie był w stanie nie tylko przewyższyć, a nawet dogonić charakterystykę istniejących systemów obrony powietrznej.