Berühmtes historisches Beispiel

... von einer Flotte, die nach der anderen abfährt, aber früher am Ziel ankommt, obwohl beide Flotten die gleiche Art von Schiffen hatten.

Wir schreiben das Jahr 1798 . Die französische Flotte regiert unangefochten auf dem Mittelmeer. Die Briten schicken eine Expeditionsflotte ins Mittelmeer mit dem Ziel, die französische Flotte abzufangen und anzugreifen.

Am 19. Juni 1798 verließ die von Vizeadmiral François-Paul Brueys d'Aigalliers kommandierte französische Flotte das frisch eroberte Malta in Richtung Alexandria in Ägypten und beförderte eine Invasionstruppe, die beabsichtigte, Ägypten und die anderen osmanischen Besitztümer in der Levante mit Blick auf zu erobern Eröffnung einer von Frankreich kontrollierten Route nach Indien.

Am 22. Juni erhielt die britische Flotte, die sich zu diesem Zeitpunkt in der Nähe des südlichsten Punktes Siziliens befand, die Nachricht (von einem genuesischen Kaufmann aus Ragusa), dass die Franzosen nach Alexandria gesegelt waren. Konteradmiral Sir Horatio Nelson befahl der Flotte mit Höchstgeschwindigkeit nach Alexandria, in der Hoffnung, die Franzosen zu fangen, während sie noch die Truppen ausschifften.

Die britische Flotte traf am 28. Juni in Alexandria ein. Die Franzosen waren nicht da, und niemand hatte auch nur von einer Invasionstruppe gehört.

Nelson verbrachte den nächsten Monat damit, an der anatolischen Küste, an der griechischen Küste und um Sizilien nach der französischen Flotte zu suchen. Schließlich erhielt die britische Flotte (die sich damals irgendwo in der Nähe des Peloponnes befand) am 28. Juli eine Benachrichtigung (vom osmanischen Gouverneur von Kreta), dass die französische Flotte Ende Juni gesehen worden war, als sie südlich von Kreta in Richtung Alexandria segelte.

Nelson befahl der britischen Flotte, erneut mit Höchstgeschwindigkeit nach Alexandria zu segeln. Am 1. August sichteten sie die französische Flotte vor Anker in der Bucht von Abukir und der Rest ist Geschichte.

Was passiert war, war Folgendes:

1. Die britische Flotte segelte viel schneller als die französische Flotte. Sie hatten die gleiche Art von Schiffen, aber im Großen und Ganzen waren britische Marineoffiziere viel besser darin, Flottenbewegungen zu koordinieren, mit dem Effekt, dass sich britische Flotten schneller bewegen konnten (und taten) als französische Flotten.

2. Die britische Flotte hatte die französische Flotte am 22. Juni überholt; in der Abenddämmerung hatten sie die Segel von vier unbekannten Schiffen gesehen. Während der Nacht segelte die britische Flotte mit hoher Geschwindigkeit weiter, während die Franzosen die Segel reduzierten, denn das tut man natürlich, wenn es draußen dunkel ist und man vorsichtig sein muss vor potenziellen Navigationsgefahren, die möglicherweise seit drei Jahren unentdeckt im östlichen Mittelmeer lauern tausend Jahre trotz kontinuierlicher und intensiver Navigation. (OK, es war auch etwas Nebel.)

   Am Morgen sahen sich die Briten nach fremden Schiffen um, sahen aber nichts, denn zu diesem Zeitpunkt waren die Franzosen Dutzende von Meilen zurück.

3. Als Nelson am 28. Juni in Alexandria ankam, stellte er seine Nachforschungen an, erhielt seine Antwort, dass niemand etwas über eine französische Flotte wisse, und reiste am nächsten Tag umgehend ab. Unbekannt für ihn hatten die Franzosen, anstatt direkt von Malta nach Alexandria zu segeln, eine Sightseeing-Tour um Kreta unternommen (mit der ausdrücklichen Absicht, nicht direkt nach Alexandria zu segeln, um jeden feindlichen Späher an ihren wahren Absichten zweifeln zu lassen) und kamen an zwei Tage nachdem die britische Flotte abgereist war.

Wichtige Punkte, an die Sie sich erinnern sollten:

1. Flotten bewegen sich normalerweise nicht mit Höchstgeschwindigkeit. Sie bewegen sich im Allgemeinen mit der wirtschaftlich günstigsten Geschwindigkeit, die einen guten Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Ausdauer darstellt.

2. Selbst wenn sich eine Flotte mit Höchstgeschwindigkeit bewegt, ist ihre Höchstgeschwindigkeit die Höchstgeschwindigkeit des langsamsten Schiffes in der Flotte.

3. Flotten müssen Zusammenhalt und Ordnung aufrechterhalten. Die Höchstgeschwindigkeit einer Flotte ist niedriger als die Höchstgeschwindigkeit eines einzelnen Schiffes, da die Flotte Schiffsbewegungen koordinieren, Korrekturmaßnahmen ergreifen muss, wenn ein oder mehrere Schiffe verschoben werden, Späher schicken, um sich umzusehen und zurückzukommen, und so weiter.

4. Sehr oft kommt es vor, dass eine Flotte es vermeidet, auf direktem Kurs zum Ziel zu segeln, um es dem Feind schwerer zu machen, zu erraten, wohin die Flotte fährt.

(Lesen Sie alle faszinierenden Details auf Wikipedia.)

Ihre typischen Navigationscomputer können die Reiserouten ändern, um Bereiche mit instabilen Gravitationsschwankungen oder massive Objekte wie Planeten oder sogar eine zufällige Gaswolke zu vermeiden. Es können erhebliche Vorsichtsmaßstäbe in den NAVI-Computer einprogrammiert sein, um bis zu einer Größe von 4-5 Standardabweichungen sicherzustellen, dass es beim Fliegen dieses Kurses keine Auswirkungen auf das Schiff gibt.

Das „verspätete Schiff“ könnte Gründe haben, solche Sicherheitsvorkehrungen außer Kraft zu setzen, um die Reisezeiten zu verkürzen. Sie können die Wahrscheinlichkeit schädlicher Auswirkungen weit unter die empfohlenen Werte zulassen, um Abstriche zu machen und Zeit zu sparen. Anstatt einem Objekt Milliarden von Kilometern auszuweichen, könnte dieser Pilot bis auf 100 Millionen Kilometer umfahren und Minuten pro Manöver einsparen. Wenn während der Reise Dutzende solcher riskanter Manöver durchgeführt werden, könnte dies die Reisezeit um Stunden verkürzen, obwohl ein erhöhtes Risiko für das Schiff besteht. aber mit dem absurd vorsichtigen NAVI sind diese Risiken es wert.

Menschliche Bemühungen erfordern Koordination und Synchronisation. Je mehr Menschen und Maschinen an einem Unterfangen beteiligt sind, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass etwas vermasselt wird oder im ungünstigsten Moment kaputt geht. (Dies ist keine Fiktion; selbst das Überfliegen der Militärgeschichte zeigt eine Fülle von Beispielen, bei denen etwas im falschen Moment schief gelaufen ist und den Verlauf von Schlachten und sogar ganzen Kriegen verändert hat, und das sind nur die Vorfälle, die bemerkenswert genug sind, um aufgezeichnet zu werden.)

Daher legt eine Schlachtflotte bei großen Entfernungen eine Reihe von Treffpunkten entlang des Weges fest, an denen alle Schiffe ankommen und sich melden, um zu sagen, dass alles in Ordnung ist, bevor sie zum nächsten Treffpunkt weiterfahren. Alle Reparaturen, die durchgeführt werden müssen, oder Fracht/Personal, die zwischen Schiffen transportiert werden müssen (z. B. Kapitän So-und-so hat eine schwere Weltraum-Lebensmittelvergiftung bekommen und muss auf ein Krankenhausschiff gebracht werden, oder ein Schiff hatte kein Backup AE-35-Einheit, die sie normalerweise tragen, weil das Versorgungskorps vor ihrer Abreise keine finden konnte und ihre Haupteinheit natürlich dieses Mal ausbrennt) tritt an diesen Treffpunkten auf. Die Kommandanten und Besatzungen handhaben dies knackig und professionell, aber es dauert immer noch eine kleine, aber erhebliche Zeit für jedes Rendezvous.

Ein einzelnes Schiff, das sich nicht mit jemand anderem abstimmen muss, kann einen direkten Weg zum Ziel nehmen.

Lassen Sie mich DWKraus Ihnen eine schöne Liste aufstellen!

1. Der abtrünnige Pilot hat das Schiff gehackt. Die Schiffe waren baugleich. Nicht mehr, nicht länger. Ihr Kapitän (eigentlich der Aspergery-Flügelmann des Kapitäns) hat sein Schiff modifiziert. Es ist schneller. Andere neue Attribute des Schiffes sind möglicherweise weniger willkommen.

2. Abkürzung. Der Raum ist gekrümmt. Ihr Pilot nutzt lokale Raumverzerrungen in der Nähe supermassiver Objekte (und eines, das das Gegenteil davon ist), um schneller dorthin zu gelangen.

3. Fleet ist langsam, weil es eine Flotte ist. Die Felder stören sich gegenseitig und so ist die Flotte massenhaft etwas langsamer.

4. Das Schiff ist tatsächlich früh abgefahren. Gefälschtes Schiff / falsche Besatzung wurde am Ursprung zurückgelassen.

Ein paar Gedanken:

Hier sind ein paar Ideen, die ich dazu habe:

• Interferenz : Mehrere Gravitationsschächte von mehreren Schiffen SOLLTEN theoretisch Ihren Warpmotoren mehr FTL-Leistung verleihen als ein einzelner Motor. Aber in der Praxis ist jedes Schiff so eingestellt, dass es seine eigene Schwerkraft am effizientesten nutzt. Die Flotte zusammen ist etwas langsamer als ein einzelnes Schiff, da sich die Schwerkraftquellen gegenseitig stören. Dies kann normal sein (jeder weiß, dass es passieren wird) oder versehentlich (ein Schiff ist aus der Harmonie und wirft alle anderen ab).
• Eine Flotte ist so langsam wie das langsamste Schiff : Obwohl alle beteiligten Schiffe von derselben Marke sind, bedeuten geringfügige Unterschiede in der Wartung, dass die gesamte Flotte langsamer ist, wenn ein Schiff um 0,01 % langsamer ist. Angenommen, alle Schiffe haben einen harmonisierten Zeitplan. Wenn sich Ihr einzelnes Schiff verzögert hat, weil es beispielsweise gerade dabei war, seinen Motor zu harmonisieren, und es das langsamste Schiff gewesen wäre, dann ist es nach der Harmonisierung der Motoren das SCHNELLSTE Schiff mit dem aktuellsten harmonisierend.
• Spin-up : Ihre Schiffe brauchen Zeit, um auf FTL-Geschwindigkeit zu beschleunigen, und ihre Gravitationsquellen brauchen Zeit, um sich auf Neutronensternniveau aufzubauen. Sterne bewegen sich ständig relativ zueinander, und Ihr zweites Schiff fuhr kurz nach seinem Abflug in der Nähe eines Schurken-Neutronensterns vorbei. Obwohl Navigationssysteme intelligent genug sind, um Bedrohungen wie dieser zu vermeiden, können sie unerwartete Gelegenheiten nicht kompensieren. Die Flotte wusste nichts über den Neutronenstern, also konnten sie den anfänglichen Beschleunigungsschub, den er geben könnte, nicht nutzen.
• Ankunft koordinieren : Flotten sind nicht in der Lage, ihre Ankunftszeiten in einem Sternensystem über große Entfernungen zu koordinieren. Das Flottenprotokoll besagt, dass Sie zur gleichen Zeit ankommen, um sich gegenseitig bei einem Einsatz zu unterstützen. Selbst wenn kein Engagement geplant ist, halten Flotten immer kurz vor ihrem Ziel an, warten, bis alle Schiffe zusammen sind, und legen dann gemeinsam die letzte Etappe ein. Ihr Schurkenschiff tut dies nicht, also kommen sie zuerst an.
• Stromstoß : Ihr Schiff wurde verzögert, während die Motoren repariert wurden. Selbst nach Reparaturen funktionierten die Motoren nicht richtig und pumpten die Motoren mit 110% normaler Leistung. Es ist riskanter, anzuhalten, und da der Einsatz im Notfall bis zu 120 % mit angemessener Sicherheit zulässt, entschieden sie, dass weitere Reparaturen bis nach ihrer Ankunft warten könnten.
• Die Flotte stieß auf ein Navigationsrisiko : Die Flotte wurde unerwartet verzögert, als sie den Kurs korrigieren musste, nachdem sie in der Nähe eines schwarzen Lochs vorbeigefahren war. Das Nachfolgeschiff dachte, es würde danach ankommen, aber stattdessen kommt es früher an.

PS Niemand übertrifft DWKraus's DWKraus.

Die Mechanik und Grenzen von Schwerkraftantrieben

Wenn Ihre Flotte ablegt, können nicht einfach alle Schiffe ihre Schwerkraftantriebe zu 100 % einschalten und erwarten, dass alles in Ordnung ist. Die Schwerkraftbeschleunigung ist immer ein Balanceakt zwischen der Maximierung der Beschleunigung und der Minimierung der Schwerkraft.

Wenn Ihre Gravitationsquelle eine Neutronensterndichtemasse mit einem Radius von 1 Meter direkt vor Ihrem 100 m langen Schiff ist, beschleunigt die Vorderseite Ihres Schiffes mit ~ 279560000 m / s ^ 2, aber 100 m hinter dieser Gravitation werden Sie dies tun erleben Sie nur ~2796 m/s^2 Dieser gewaltige Unterschied erzeugt einen sogenannten Gravitationsschub, der in Ihrem Fall nicht nur alle an Bord töten, sondern Ihr Schiff in eine Trümmerwolke reißen würde. Die Art und Weise, wie Sie die Scherung kompensieren, besteht darin, Ihren Gravitationsschwerpunkt weit vor Ihr Schiff zu projizieren. Wenn Sie also stattdessen diesen Brennpunkt 1 km vor Ihr Schiff nach vorne verschieben, erfährt die Vorderseite Ihres Schiffes nur eine Beschleunigung von 27 m/s^2 und Ihre Rückseite erfährt eine Beschleunigung von 23 m/s^2. Dies würde einen sehr überlebensfähigen Gravitationssprung erzeugen, aber Sie brauchen SEHR lange, um auf FTL-Geschwindigkeiten zu kommen

Um also die Schiere so weit zu reduzieren, dass die Menschen an Bord nicht getötet werden, und eine Beschleunigung von ~ 279560000 m / s ^ 2 wie die Oberfläche Ihres Neutronensterns zu erreichen, müssten Sie den Schwerpunkt der Schwerkraft um ~ eine Million km verschieben vor Ihrem Schiff ... aber das bedeutet auch, dass jedes Schiff im Umkreis von einer Million km von Ihnen denselben Sog spüren wird ... persönlich würde ich vorschlagen, dass Sie mit einer bescheidenen Beschleunigung beginnen, um zu versuchen, Ihre Gravitationsquellen kleiner zu machen und zu haben Ihre Schiffe verbringen die meiste Zeit damit, das Sternensystem zu verlassen, damit sie keine Planeten aus der Umlaufbahn werfen. Wenn sie dann in den Weltraum hinausgehen, fahren Sie langsam auf diese höheren Beschleunigungen hoch.

Warum dies eine Flotte langsamer macht als ein einzelnes Schiff

Unabhängig davon, welche tatsächliche Beschleunigung und Brennweite Sie wählen, bedeutet dies immer noch, dass Sie ein riesiges Gravitationsfeld erzeugen. Selbst bei weit auseinander fliegenden Schiffen beeinflussen sich ihre Schwerkraftantriebe gegenseitig. Die Jungs hinten ziehen die Jungs vorne nach hinten, während die Jungs vorne die Jungs hinten nach vorne ziehen; Um also zu verhindern, dass sich Ihre gesamte Flotte sofort zu einem großen Ball von Schiffen zusammenballt, müssen alle Schiffe verschiedene Kräfte und Vektoren voneinander entfernen, wobei nur das Führungsschiff zu 100% in der Richtung ist, in die es fährt, und diese Führung Das Schiff wird durch alle dahinter liegenden Gravitationsantriebe abgebremst. Das bedeutet, dass sich eine Flotte nicht annähernd so schnell bewegen kann wie ein einzelnes Schiff; Selbst wenn das einzelne Schiff um die Flotte herumfahren muss, erreicht es eine viel größere Beschleunigung, ohne dass andere Schwerkraftantriebe es zurückhalten.

Während es für eine Flotte möglich wäre, sich weit genug auszubreiten, um einen vernachlässigbaren Luftwiderstand aufeinander zu haben, ist der springende Punkt beim Betrieb als Flotte die Konzentration der Kräfte . Wenn Ihre Schiffe so weit auseinander fliegen, dass sie sich nicht gegenseitig unterstützen können, dann sind sie jeweils so anfällig wie ein einzelnes Schiff.

Eine Flotte interstellarer Raumschiffe ist groß, und der Weltraum um einen Planeten kann böse Überraschungen bereithalten

Der Planet hat eine etwas überladene Umgebung mit einer Reihe von Monden (sowohl großen als auch kleinen) in Umlaufbahnen mit verschiedenen Neigungen und einem dicken Ringsystem darin. Sie möchten nicht in diese hineinwarpen oder in ihrer Nähe aus dem Warp kommen.

Da eine große Flotte einen beträchtlichen Abstand zwischen Schiffen benötigt, um zu verhindern, dass sich ihre Schwerkraftantriebe gegenseitig stören, und um die Möglichkeit ultrarelativistischer Kollisionen zu verringern, wenn ein Schiff im Reiseflug außer Kontrolle gerät, und es viele Schiffe in der Flotte gibt , es nimmt ziemlich viel Platz im Raum ein.

Die Flotte, die sich über ein Raumvolumen ausbreitet, das mit dem des Planeten selbst vergleichbar ist (oder vielleicht sogar noch mehr), muss aus dem Warp kommen und sich langsam nähern, um weit vom Planeten entfernt auf Geschwindigkeit zu kommen, damit die einzelnen Schiffe der Flotte können ihr Bordradar verwenden, um in die sichere Zone unterhalb der untersten Ringe zu navigieren - die Marschformation der Flotte ist viel zu groß, als dass sie einfach direkt in die sichere Zone warpen könnten, ohne ein paar große, teure Schiffe in das Innere zu stürzen Monde, die Ringe oder der Planet selbst.

Das einsame Schiff, das erheblich kleiner ist als die Flotte in Reiseformation, kann sich sicher direkt in die sichere Zone verziehen, was einiges an Zeit spart.

Flankengeschwindigkeit

Jeder Motor hat eine optimale Leistungsbewertung, eine maximale sichere Last und eine maximale Laufgeschwindigkeit:

• Die optimale Leistungsbewertung ist die Geschwindigkeit, mit der Sie das System wann immer möglich betreiben möchten, es ist der Punkt des maximalen Input-to-Output-Verhältnisses. Hier bekommen Sie am meisten für Ihr Geld.
• Die maximale sichere Last ist eine andere Geschichte, das ist der Punkt der maximalen Leistung, ohne Ihren Wartungsplan übermäßig zu ändern, dh so schnell Sie können, ohne dass Ihr Motor zu früh durchbrennt.
• Die maximale Fahrgeschwindigkeit ist für eine Weile die kurze Zeit des Versagens von Motorkomponenten. So schnell fahren Sie das System, wenn Sie bereits in Not sind und das Risiko einer Explosion sich lohnt. Die maximale Laufgeschwindigkeit ist kein Tempo, das Sie beibehalten können, da Sie dem System jede Sekunde massiven Verschleiß zufügen und eine oder mehrere Komponenten bis zu dem Punkt schwächeln, an dem die aktuelle Geschwindigkeit schließlich ihren Versagenspunkt überschreitet. Dies ist Flankengeschwindigkeit und sollte niemals auf die leichte Schulter genommen werden.

Auf einer interstellaren Reise sollte die Flotte optimal laufen, damit sie das Beste aus jedem Gramm Treibstoff herausholt, damit sich ein Schiff absetzen kann. Sie können ihre Reserven verbrennen, um den Antrieb auf die maximale sichere Last zu bringen, vielleicht sogar flanken, wenn sie mehr sind verzweifelt als vorsichtig.

Ist es mit der FTL-Technologie möglich, nach dem anderen zu gehen und doch vorher anzukommen?

FTL ist Zeitreise , es sei denn, Sie treffen die richtigen Vorsichtsmaßnahmen. ref .

Bei Bedarf können Sie die zweite Flotte eintreffen lassen, bevor sie überhaupt abgefahren ist. Star-Trek tut es manchmal, wenn die Handlung es erfordert.

Der Raum ist nicht statisch – mit Körpern, die sich ständig bewegen, und Raumzeitkrümmungen . Selbst bei Starts im System gibt es bestimmte Zeiträume, in denen es unter Berücksichtigung der Reisezeit kürzere Routen gibt. So wie sich die Entfernung zwischen Planeten in einem System ändert, wenn sie sich bewegen, könnte das zweite Schiff zu einem Zeitpunkt abgefahren sein, der zu einer kürzeren Route geführt hat.

Es lohnt sich auch, sowohl in Bezug auf "3d" für Entfernungen als auch in Bezug auf "3d" zu überlegen, dass sich die Raumzeit verbiegt und es möglicherweise "riskantere" / schnellere Routen gibt. Unter der Annahme, dass FTL hier durch den Weltraum "stanzt", könnte es längere Routen geben, die ein geringeres Risiko darstellen, und kürzere Routen, die ein hohes Risiko darstellen, und Routen sind möglicherweise keine gerade Linie, Punkt-zu-Punkt-Route.

Eine Flotte mit hundert Schiffen hat gerade die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls eines FTL-Antriebs um den Faktor hundert vervielfacht. Flotten reisen zusammen, wenn also ein Schiff ausfällt, müssen alle warten, bis es sich selbst repariert hat, bevor sie weitermachen können. Je mehr Schiffe Sie haben, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Schiff ausfällt.