Лазерный мир

В Интернет появилась объемная информация о секретном проекте СССР, который предназначался для уничтожения самолетов, ракет и даже низколетящих спутников в космосе с помощью мощных лазеров. Проект, имевший обозначение Терра-3 осуществлялся в течении более чем 20-ти лет и привел к созданию сверхмощных лазеров.

Программа исследований высокоэнергетических лазеров в интересах ПРО / научно-экспериментальный комплекс. Идея использования высокоэнергетического лазера для поражения на конечном этапе ГЧ баллистических ракет сформулирована в 1964 г. Н.Г.Басовым и О.Н.Крохиным (ФИАН ми. П.Н.Лебедева). Осенью 1965 г. Н.Г.Басовым, научным руководителем ВНИИЭФ Ю.Б.Харитоном, заместителем директора ГОИ по научной работе Е.Н.Царевским и главным конструктором ОКБ «Вымпел» Г.В.Кисунько в ЦК КПСС была направлена записка, в которой говорилось о принципиальной возможности поражения ГЧ баллистических ракет лазерным излучением и предлагалось развернуть соответствующую экспериментальную программу. Предложение было одобрено ЦК КПСС и программа работ по созданию лазерной стрельбовой установки для задач ПРО, подготовленная совместно ОКБ «Вымпел», ФИАН и ВНИИЭФ, была утверждена решением правительства в 1966 г.В основе предложений лежало изучение ФИАН высокоэнергетических фотодиссоционных лазеров (ФДЛ) на органических йодидах и предложение ВНИИЭФ о «накачке» ФДЛ «светом сильной ударной волны, создаваемой в инертном газе взрывом». К работам так же присоединился Государственный Оптический Институт (ГОИ). Программа получила название «Терра-3″ и предусматривала создание лазеров с энергией более 1 МДж, а так же создание на их основе на Балхашском полигоне научно-экспериментального стрельбового лазерного комплекса (НЭК) 5Н76, на котором идеи лазерной системы для ПРО должны были быть проверены в натурных условиях. Научным руководителем программы «Терра-3″ назначен Н.Г.Басов.В 1969 году из ОКБ «Вымпел» выделился коллектив СКБ, на основе которого возникло ЦКБ «Луч» (впоследствии НПО «Астрофизика»), на которое и было возложено выполнение программы «Терра-3».

Остатки комплекса, фото 2008 г.

Телескоп ТГ-1 лазерного локатора ЛЭ-1, полигон Сары-Шаган

Программа «Терра-3» включала в себя: — Фундаментальные исследования в области лазерной физики; — Развитие лазерной техники; — Разработку и испытания «больших» экспериментальных лазерных «машин»; — Исследования взаимодействия мощного лазерного излучения с материалами и определение уязвимости военной техники; — Изучение распространения мощного лазерного излучения в атмосфере (теория и эксперимент); — Исследования по лазерной оптике и оптическим материалам и разработку технологий «силовой» оптики; — Работы в области лазерной локации; — Разработку методов и технологий наведения лазерного луча; — Создание и строительство новых научных, конструкторских, производственных и испытательных институтов и предприятий; — Подготовку студентов и аспирантов в области лазерной физики и техники.

Работы по программе «Терра-3» развивались в двух основных направлениях: лазерная локация (включая проблему селекции целей) и лазерное поражение ГЧ баллистических ракет. Работам по программе предшествовали следующие достижения: в 1961 г. возникла собственно идея создания фотодиссоционных лазеров (Раутиан и Собельман, ФИАН) и в 1962 г. начаты исследования лазерной локации в ОКБ «Вымпел» совместно с ФИАН, а так же предложено использовать излучение фронта ударной волны для оптической накачки лазера (Крохин, ФИАН, 1962 г.). В 1963 г. в ОКБ «Вымпел» начаты проработки проекта лазерного локатора ЛЭ-1. После начала работ по программе «Терра-3″ в течение нескольких лет пройдены следующие этапы: — 1965 г. — начаты эксперименты с высокоэнергетическими фотодиссоционными лазерами (ВФДЛ), достигнута мощность 20 Дж (ФИАН и ВНИИЭФ); — 1966 г. — с ВФДЛ получена энергия в импульсе 100 Дж; — 1967 г. — выбрана принципиальная схема экспериментального лазерного локатора ЛЭ-1 (ОКБ «Вымпел», ФИАН, ГОИ); — 1967 г. — с ВФДЛ получена энергия в импульсе 20 КДж; — 1968 г. — с ВФДЛ получена энергия в импульсе 300 КДж; — 1968 г. — начаты работы по программе изучения воздействия лазерного излучения на объекты и уязвимости материалов, программа завершена в 1976 г.; — 1968 г. — начаты исследования и создание HF, CO2, CO лазеров высокой энергии (ФИАН, «Луч» — «Астрофизика», ВНИИЭФ, ГОИ и др.), работы завершены в 1976 г. — 1969 г. — с ВФДЛ получена энергия в импульсе около 1 MДж; — 1969 г. — закончена разработка локатора ЛЭ-1 и выпущена документация; — 1969 г. — начата разработка фотодиссоционного лазера (ФДЛ) с накачкой излучением электрического разряда; — 1972 г. — для проведения экспериментальных работ по лазерам (вне программы «Терра-3″) принято решение о создании межведомственного научно-исследовательского центра ОКБ «Радуга» с лазерным полигоном (позже — ЦКБ «Астрофизика»). — 1973 г. — начат промышленный выпуск ВФДЛ — ФО-21, Ф-1200, ФО-32; — 1973 г. — на полигоне Сары-Шаган начат монтаж экспериментального лазерного комплекса с локатором ЛЭ-1, начата отработка и испытания ЛЭ-1; — 1974 г. — созданы ВКР-сумматоры серии АЖ (ФИАН, «Луч» — « Астрофизика»); — 1975 г. — создан мощный ФДЛ с электрической накачкой, мощность — 90 КДж; — 1976 г. — создан 500 КВт электроионизационный CO2 лазер («Луч» — « Астрофизика», ФИАН); — 1978 г. — успешно испытан локатор ЛЭ-1, испытания проводились по самолетам, ГЧ баллистических ракет и спутникам; — 1978 г. — на базе ЦКБ «Луч» и МНИЦ ОКБ «Радуга» образовано НПО «Астрофизика» (вне программы «Терра-3″), генеральный директор — И.В.Птицын, генеральный конструктор — Н.Д.Устинов (сын Д.Ф.Устинова). В ФИАН было исследовано новое явление в области нелинейной оптики лазеров — обращение волнового фронта излучения. Это крупное открытие позволило в дальнейшем совершенно по новому и весьма успешно подойти к решению ряда проблем физики и техники мощных лазеров, прежде всего проблем формирования предельно узкого пучка и его сверхточного наведения на цель. Впервые именно в программе «Терра-3» специалистами ВНИИЭФ и ФИАН было предложено использовать обращение волнового фронта для наведения и доставки энергии на мишень.

В 1994 году Н.Г.Басов, отвечая на вопрос об итогах лазерной программы “Терра-3”, сказал: “Ну, мы твердо установили, что никто не сможет сбить боеголовку БР лазерным лучом, и мы здорово продвинули лазеры… “. Комплекс 5Н26 с лазерным локатором ЛЭ-1 по программе «Терра-3″: Потенциальная возможность лазерных локаторов обеспечивать особо высокую точность измерений положения цели изучалась в ОКБ «Вымпел», начиная с 1962 г. В результате проведенных ОКБ «Вымпел», с использованием прогнозов группы Н.Г.Басова, исследований, в начале 1963 г. в Военно-Промышленную Комиссию (ВПК, орган государственного управления военно-промышленным комплексом СССР) был представлен проект создания экспериментального лазерного локатора для ПРО, получившего условное название ЛЭ-1. Решение о создании на полигоне Сары-Шаган экспериментальной установки с дальностью действия до 400 км утверждено в сентябре 1963 г. В 1964-1965 г.г. велась разработка проекта в ОКБ «Вымпел» (лаборатория Г.Е.Тихомирова). Проектирование оптических систем локатора велось ГОИ (лаборатория П.П.Захарова). Строительство объекта начато в конце 1960-х годов.

Подпрограммы и направления исследований «Терра-3″

Комплекс 5Н26 с лазерным локатором ЛЭ-1 по программе «Терра-3″: Проект основывался на работах ФИАН по исследованиям и созданию лазеров на рубине. Локатор должен был осуществлять за короткое время поиск целей в «поле ошибок» радиолокаторов, обеспечивавших целеуказание лазерному локатору, что требовало весьма высоких по тем временам средних мощностей лазерного излучателя. Окончательный выбор структуры локатора определило реальное состояние работ по лазерам на рубине, достижимые параметры которых на практике оказались значительно ниже первоначально предполагавшихся: средняя мощность одного лазера вместо ожидавшихся 1 КВт составила в те годы примерно 10 Вт. Опыты, проведенные в лаборатории Н.Г.Басова в ФИАН, показали, что наращивание мощности путем последовательного усиления лазерного сигнала в цепочке (каскаде) лазерных усилителей, как это предусматривалось сначала, возможно лишь до определенного уровня. Слишком мощное излучение разрушало сами лазерные кристаллы. Возникли и трудности, связанные с термооптическими искажениями излучения в кристаллах. В связи с этим пришлось установить в локаторе не один, а 196 поочередно работающих с частотой 10 Гц лазеров с энергией в импульсе 1 Дж. Общая средняя мощность излучения многоканального лазерного передатчика локатора была около 2 КВт. Это привело к значительному усложнению его схемы, которая была многолучевой как при излучении, так и при регистрации сигнала. Потребовалось создать высокоточные быстродействующие оптические устройства для формирования, переключения и наведения 196 лазерных лучей, определявших поле поиска в пространстве цели. В приемном устройстве локатора использовалась матрица из 196 специально разработанных ФЭУ. Задачу усложняли погрешности, связанные с крупногабаритными подвижными оптико-механическими системами телескопа и оптико-механическими переключателями локатора, а также с искажениями, вносимыми атмосферой. Общая длина оптического тракта локатора достигала 70 м и в его состав входили многие сотни оптических элементов — линз, зеркал и пластин, в том числе движущихся, взаимная юстировка которых должна была сохраняться с высочайшей точностью.

Часть оптического тракта лазерного локатора ЛЭ-1, полигон Сары-Шаган (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР. Презентация. 2011 г.)

В 1969 году проект ЛЭ-1 был передан в ЦКБ «Луч» Министерства оборонной промышленности СССР. Главным конструктором ЛЭ-1 был назначен Н.Д.Устинов. В 1970-1971 г.г. разработка локатора ЛЭ-1 была вцелом завершена. В создании локатора принимала участие широкая кооперация предприятий оборонного комплекса: силами ЛОМО и ленинградского завода «Большевик» создавался уникальный по комплексу параметров телескоп ТГ-1 для ЛЭ-1, главный конструктор телескопа — Б.К.Ионессиани (ЛОМО). Этот телескоп с диаметром главного зеркала 1.3 м обеспечивал высокое оптическое качество лазерного луча при работе со скоростями и ускорениями в сотни раз более высокими, чем у классических астрономических телескопов. Были созданы многие новые узлы локатора: быстродействующие точные сканирующие и переключающие системы для управления лазерным лучом, фотоприемники, электронные блоки обработки сигналов и синхронизации и другие устройства. Управление локатора было автоматическим с использованием вычислительной техники, локатор соединялся с РЛ-станциями полигона с помощью цифровых линий передачи данных.

При участии ЦКБ «Геофизика» (Д.М.Хорол) разрабатывался лазерный передатчик, который включал в себя 196 весьма совершенных по тому времени лазеров, систему их охлаждения и электропитания. Для ЛЭ-1 было организовано производство высококачественных лазерных кристаллов рубина, нелинейных кристаллов КDР и многих других элементов.

Телескоп ТГ-1 лазерного локатора ЛЭ-1, полигон Сары-Шаган.

Исследование фотодиссоционных йодных лазеров (ВФДЛ) по программе «Терра-3″. Первый лабораторный фотодиссоционный лазер (ФДЛ) был создан в 1964 г. Дж.В. Каспером и Г.С.Пиментелом. Т.к. анализ показал, что создание сверхмощного рубинового лазера с накачкой от лампы-вспышки оказалось невозможным, то в 1965 г. Н.Г.Басов и О.Н.Крохин (оба — ФИАН) предложили развернуть программу создания ФД-лазеров большой мощности, основанных на идее использования в качестве источника излучения оптической накачки большой мощности и энергии излучения фронта ударной волны в ксеноне. Так же предполагалось поражение ГЧ баллистической ракеты за счет реактивного эффекта от быстрого испарения под воздействием лазера части оболочки ГЧ. В основе таких ФДЛ лежит физическая идея сформулированная еще в 1961 г. С.Г.Раутианом и И.И.Собельманом, которые показали теоретически, что возможно получение возбужденных атомов или молекул путем фотодиссоциации более сложных молекул при их облучении мощным (нелазерным) световым потоком. Работы по взрывным ФДЛ (ВФДЛ) в составе программы «Терра-3» была развернуты в кооперации ФИАН (В.С.Зуев, теория ВФДЛ), ВНИИЭФ (Г.А.Кириллов, эксперименты с ВФДЛ), ЦКБ «Луч» с участием ГОИ, ГИПХ и других предприятий. В короткие сроки был пройден путь от малых и средних макетных образцов, до ряда уникальных образцов ВФДЛ высокой энергии, выпускавшихся предприятиями промышленности. Особенностью такого класса лазеров была их одноразовость — ВФД-лазер в процессе работы взрывался полностью разрушаясь.

Принципиальная схема работы ВФДЛ

Первые эксперименты с ФДЛ, проведенные в 1965-1967 г.г., дали весьма обнадеживающие результаты и к концу 1969 г. в ВНИИЭФ (г.Саров) под руководством С.Б.Кормера с участием ученых ФИАН и ГОИ были разработаны, собраны и испытаны ФДЛ с энергией импульса излучения сотни тысяч джоулей, что было примерно в 100 раз выше, чем у любого известного в те годы лазера. Конечно, к созданию йодных ФДЛ с предельно высокими энергиями удалось прийти не сразу. Опробовались различные варианты конструктивных схем лазеров. Решительный шаг в осуществлении работоспособной конструкции, пригодной для получения высоких энергий излучения, был совершен в 1966 г., когда в результате изучения экспериментальных данных было показано, что предложение ученых ФИАН и ВНИИЭФ (1965 г.) убрать кварцевую стенку, разделяющую источник излучения накачки и активную среду, можно реализовать. Общая конструкция лазера существенно упростилась и свелась к оболочке в виде трубы, внутри или на внешней стенке которой располагался удлиненный заряд ВВ, а на торцах — зеркала оптического резонатора. Такой подход позволил спроектировать и испытать лазеры с диаметром рабочей полости более метра и длиной десятки метров. Эти лазеры собирались из стандартных секций длиной около 3 м.

Несколько позже (с 1967 г.) исследованием и конструированием ФДЛ со взрывной накачкой успешно занялся сформировавшийся в ОКБ «Вымпел», а затем перешедший в ЦКБ «Луч» коллектив газодинамиков и лазерщиков во главе с В.К.Орловым. В ходе работ были рассмотрены десятки вопросов: от физики процессов распространения ударных и световых волн в среде лазера до технологии и совместимости материалов и создания специальных средств и методов измерения параметров мощного лазерного излучения. Отдельно стояли вопросы техники взрыва: работа лазера требовала получения предельно «гладкого» и прямолинейного фронта ударной волны. Эта задача была решена, были сконструированы заряды и разработаны методы их подрыва, позволившие получить требуемый гладкий фронт ударной волны. Создание этих ВФДЛ позволило начать эксперименты по изучению воздействия лазерного излучения высокой интенсивности на материалы и конструкции целей. Работы измерительного комплекса обеспечивались ГОИ (И.М.Белоусова).

Полигон испытаний ВФД-лазеров ВНИИЭФ

Разработка моделей ВФДЛ ЦКБ «Луч» под руководством В.К.Орлова (с участием ВНИИЭФ): — ФО-32 — в 1967 г. с ВФДЛ с взрывной накачкой получена энергия в импульсе 20 КДж, промышленный выпуск ВФДЛ ФО-32 начат в 1973 г.;

ВФД-лазер ФО-32 (Зарубин П.В., Польских С.В. Из истории создания высокоэнергетических лазеров и лазерных систем в СССР. Презентация. 2011 г.).

— ФО-21 — в 1968 г. впервые с ВФДЛ с взрывной накачкой получена энергия в импульсе 300 КДж и так же в 1973 г. начат промышленный выпуск ВФДЛ ФО-21;

— Ф-1200 — в 1969 г. впервые с ВФДЛ с взрывной накачкой получена энергия в импульсе 1 мегаджоуль. К 1971 г. отработана конструкция и в 1973 г. начат промышленный выпуск ВФДЛ Ф-1200;

Читать далее: http://rusjev.net/2020/01/12/sekretnoe-oruzhie-sssr-lazeryi-kotoryie-mogli-sbivat-sputniki-na-orbite-neizvestnyie-foto/