Hochleistungs-Mikrowellenwaffen für zukünftige Raumschiffe in etwas hartem Sci-Fi-Setting

Das Hauptproblem bei Ihrer Idee ist der Fokus, würde ich sagen.

Die kleinste Punktgröße, auf die Ihre Mikrowellenwaffe fokussiert werden könnte, ist durch Beugung begrenzt. Die Größe dieses Flecks ist definiert als

Wo$R_T$ist der Radius des Flecks am Ziel,$D$ist die Entfernung zum Ziel,$\lambda$die Wellenlänge der emittierten Strahlung und ist$R_L$der Radius des emittierenden Elements ist. Die Größe des Flecks skaliert linear mit der Wellenlänge. Wenn Ihr Gerät Millimeterwellen (~1 mm Wellenlänge) ausspuckt, hat es bei gleicher Reichweite einen tausendmal größeren Fleck als ein 1 μm IR-Laser. Um die gleiche Leistungsdichte am Ziel zu erreichen, muss das Ziel entweder tausendmal näher sein oder das emittierende Element muss tausendmal größer sein. Deshalb entscheiden sich die meisten Menschen für Laser als Waffen. Außerdem sind sie genialer, weil Laser . Pfau!

Nun, das ist nicht ganz das Ende der Welt. Eine Sache, die wir mit Mikrowellen tun können, was wir mit sichtbarem Licht (im Moment) nicht tun können, ist, eine Phased-Array-Strahlung von Emittern herzustellen, was natürlich genau das ist, was Ihr AESA istIst. Das heißt, wenn Sie jedes emittierende Element billig genug bauen können, können Sie einfach Ihren gesamten Rumpf mit den verdammten Dingern plattieren. Omnidirektionaler Strahl, größtmögliche Apertur, kein Gefummel mit Geschütztürmen oder Spiegeln oder Wellenleitern oder ähnlichem Unsinn. Sicher, Sie könnten einige der Emitter durch Mikrometeore oder feindliches Waffenfeuer verlieren, aber das spielt keine Rolle, weil sie Ihre Hülle sauber schrubben müssen, um das verdammte Ding vollständig auszuschalten. Mit etwas Geschick können Sie Ihre Mikrowellenstrahlen in Phase mit einem oder mehreren verbündeten Schiffen abfeuern, ein Trick, der mit Lasern etwas schwieriger zu handhaben ist.

Zweitens, wenn Sie dies als elektronisches Kriegsgerät verwenden, anstatt zu versuchen, den Feind zu sprengen oder zu verbrennen, können Sie mit einer um eine Größenordnung geringeren Leistungsdichte am Ziel davonkommen. Elektronik frisst leicht. Feuerfeste Panzerung nicht. Scifi mit Weltraumschlachten ist nicht so sehr an Waffen interessiert, die die Leute nicht zum Toben bringen (kurze lobende Erwähnung für die Effektoren von Banks), so dass solche Dinge wahrscheinlich nie im Mittelpunkt stehen werden.

Drittens ist die Mikrowellenerzeugung tendenziell effizienter als die Lasererzeugung. Dinge wie Gyrotrons gibt es schon seit Jahren und haben bereits einen Wirkungsgrad von >60 % bei ziemlich ernsthaften Dauerleistungen erreicht, die sich Megawatt nähern. Wir haben immer noch keine Lasertechnologie, die das von sich behaupten kann. Niedrige Effizienz bedeutet viel Wärme und erfordert dumme große Kraftwerke, was mehr Wärme bedeutet. Mikrowellenschiffe benötigen kleinere Kühlkörper.

Ich frage mich jedoch, ob ein Gerät dieser Art von Leistung für ein einigermaßen realistisches Low-End-Fackelschiff machbar ist

Sogar das kleinste, unkrautigste Fackelschiff erfordert einen ungeheuer starken Nuklearmotor und eine erheblich höhere Raumfahrttechnologie, die wir jetzt haben. Ehrlich gesagt ist die Verwendung von Mikrowellen anstelle eines Todesstrahls mit Laserverbrennung seltsam zurückhaltend. Ich würde es nicht schwitzen.

Ja, es ist machbar, aber Mikrowellenwaffen haben einige schwerwiegende Nachteile. Deshalb werden sie erst jetzt mit äußerster Vorsicht in der realen Welt eingesetzt.

Erstens wirken sie nur gegen Elektronik (und selbst diese können gehärtet werden. Wenn Ihr Ziel vollständig optronisch, photonisch oder was auch immer ist - dh keine Elektrizität verwendet - haben Sie keine Wirkung.

Zweitens sind die Auswirkungen höchst unvorhersehbar, selbst gegen ziemlich bekannte Ziele.

Drittens ist Brudermord ein Problem, da sie anderen als den beabsichtigten Zielen, die viel weiter entfernt sind, Schaden zufügen können.

Viertens, kein sichtbarer Effekt, sodass Sie nicht wissen, ob Sie das Gehirn dieser Rakete zerstört, einen kurzen Neustart veranlasst oder überhaupt keinen Schaden angerichtet haben, während sie weiter auf Sie zurast.

Was Sie beschreiben, ist ein MASER - https://en.wikipedia.org/wiki/Maser

Die Mikrowellenvariante eines LASERs. Ähnlich wie bei einem Laser könnte die Leistung drastisch variiert werden, um Nutzen, Bewaffnung und Kommunikation zu ermöglichen.