Machbarkeit von Gebietsverweigerungswaffen im Weltraum

Das ist eine Frage, die ich mir vor einiger Zeit gestellt habe, als ich mit ein paar Kumpels an einigen Rollenspiel-Ablenkungen gearbeitet habe. Wir haben entschieden, dass Flächenverweigerungswaffen aus einer Reihe von Gründen keine effektiven Waffen im Weltraum sind.

Wir können mit den Pellets / Kugeln / Lagern beginnen, vorausgesetzt, dass die außerirdischen Schiffe in der Lage sind, einen gewissen Schaden zu ertragen und nicht leicht durch streunenden Weltraumstaub beschädigt werden, der sich an sich mit lächerlichen Geschwindigkeiten bewegen kann, wird es auch nicht von diesen kleinen Projektilen beschädigt werden. Sie müssten also massive Pellets haben, damit ihre Masse einen signifikanten Impuls tragen kann, damit sie die Schiffe beschädigen könnten. Darüber hinaus wäre die Konstruktion der Waffe, die diese Projektile tragen würde, unglaublich schwierig, da man für ein so großes Gebiet und unter Annahme des Widerstands der Schiffe ein Gleichgewicht zwischen dem Antrieb der Projektile und dem Radius ihrer Schusslinie finden müsste . Im Lauf einer solchen Waffe stellt sich ein weiteres Problem: Wie würden diese tausende Kugeln verschossen? Jede Form von Sprengstoff wie Schießpulver wird sofort eliminiert, Andere chemische Brennstoffe wären in dieser Situation nicht sehr effektiv, eine Art mechanische Schlinge könnte funktionieren, aber die Kraft, die zum Antreiben eines solchen Geräts erforderlich ist, wäre enorm und würde es wahrscheinlich auseinanderreißen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein magnetisches Gerät zu verwenden, das ist eine faire Wahl für futuristische Waffen, aber das bringt ein weiteres Problem mit sich: Was hält das Schiff, das schießt, an Ort und Stelle? Unter der Annahme, dass die Pellets große kugelförmige oder zylindrische Objekte aus einem Material mit hoher Masse sind, da kleinere Projektile meist wirkungslos wären, muss das Schiff, das sie trägt, diese Schüsse festhalten, die das Schiff verlangsamen und machen seinen Flug weniger effektiv, und wenn sie beschossen werden, gilt das dritte Newtonsche Gesetz, und unabhängig von der Antriebsmethode wird das Schiff höchstwahrscheinlich auch zurückgeschossen.

Kurz gesagt, Weltraumschrotflinten sind nicht so gut, wenn man das Gebiet bedenkt, mit dem Sie uns arbeiten lassen. Wenn die Anzahl der feindlichen Schiffe erheblich reduziert und in einen viel kleineren Radius gebracht wird, könnte eine solche Waffe in einem entwickelt werden Weise, dass es effektiv wäre, obwohl ich sagen muss, dass sein Design aufgrund der relativ geringen Wahrscheinlichkeit, dass ein Szenario, in dem seine Verwendung erforderlich ist, nicht weit verbreitet wäre. Ich würde sagen, bleiben Sie bei ballistischen Maschinengewehren, Energieblastern und EMPs, sie sind eine ziemlich bessere Wahl als Weltraumschrotflinten, wenn Sie gegen eine große Anzahl von Gegnern im offenen Raum kämpfen.

Rufen Sie Ihren Schuss an

Bedenken Sie, dass jedes außerirdische Schiff wahrscheinlich mindestens Zehntausende von Lagern aus festem Material enthält. Wenn Sie 3 oder 4 am Umfang der Kugel mit einem breiten Impaktor treffen können (damit er nicht nur durchdringt und in Bewegung bleibt), der sich mit relativistischer Geschwindigkeit bewegt, können Sie das Material des feindlichen Schiffes selbst in Ihre Kegel umwandeln Schrapnell. Der Vektor des anfänglichen Impaktors sollte in Richtung der Mitte der Kugel zeigen, damit sich der resultierende Schrapnell auch in diese Richtung bewegt.

Im Idealfall wird genug von Ihrem anfänglichen Impuls auf diese Schrapnellstücke erster Ordnung übertragen, damit sie aus den Schiffen, die sie treffen, Schrapnellstücke zweiter Ordnung herstellen, und so weiter. Schiffe in Richtung der Mitte der Sphäre sind durch Schrapnellstücke erster, zweiter und dritter Ordnung gefährdet.

Das Hauptproblem ist die Impulserhaltung. Alles, was Sie auf den Feind schießen können, drückt Sie mit gleicher und entgegengesetzter Kraft nach hinten. Wie andere bereits gesagt haben, benötigen Sie enorme Mengen an Gewicht oder Geschwindigkeit, um Schaden zu verursachen.

Anstelle von physischen Objekten wie Schrot/Felsen/Sand, warum nicht etwas anderes verwenden? Stromquellen für andere Ideen könnten mit futuristischen Stromversorgungen geschaffen werden (Fusion, Nutzung von Sternen usw.)

Eine bestimmte Frequenz/Intensität von Licht – Aliens haben möglicherweise keine Verteidigung gegen [Lichtkategorie hier einfügen]. Wahrscheinlich müssen Sie sicherstellen, dass es sich um eine Frequenz handelt, die nicht natürlich von nahe gelegenen Lichtquellen emittiert wird, aber definitiv etwas ist, das Sie als "Kegel" mit einer effektiven (dh nicht unendlichen) Reichweite abfeuern könnten.

Was ist mit einer Kugel, die viele sehr starke Laser enthält, die Sie in das Gebiet schießen, und die einzelne feindliche Schiffe verfolgt und sie mit konzentrierten Lasern trifft? Was wäre, wenn die Kugel einen starken elektromagnetischen Impuls abgeben würde, der Schiffscomputer innerhalb einer bestimmten (großen, aber nicht unendlichen) Reichweite zerstören könnte? Oder vielleicht ein Kommunikations-/WLAN-Störsender? Ohne effektive Kommunikation verlieren die Feinde sich in den Weiten des Weltraums aus den Augen und können Sie nicht effektiv angreifen, treiben schließlich vom Kurs ab und „verdampfen in die Weiten des Weltraums“.

Ein massives (in Bezug auf die tatsächliche Masse) Gerät, das implodiert, um ein Schwarzes Loch zu bilden, das wiederum ein Wurmloch öffnet, das von Schiff zu Schiff springt und sie in das Schwarze Loch „saugt“, das dann einmal den Großteil der Flotte verdampft ist zerstört?

Als erstes sollten Sie, wenn Sie Zeit haben, diese Website besuchen, die eine große Sammlung von Ressourcen für die Anforderungen zum Erstellen von konsistentem Hard-SF ist: http://www.projectrho.com/public_html/rocket/spacewarintro.php

Gerade hier kommt es darauf an, auf welche Technik sie Zugriff haben. Sie könnten die Zone wahrscheinlich mit Sand füllen, mit einer Technologie, die nicht so viel fortschrittlicher ist als die, die wir heute haben. Verwenden Sie im Wesentlichen eine Splitterbombe. Wenn die Splitterwolke in der richtigen Entfernung gezündet wird, bedeckt sie das gesamte Gebiet, wenn sie eintrifft. Wenn die Bombe groß genug und der Schrapnell klein genug war, sollten Sie eine hohe Wahrscheinlichkeit haben, etwas zu treffen.

Der Sand würde mit Orbitalgeschwindigkeit einschlagen, d. h. mit einigen km/s oder sogar bis zu einigen zehn km/s, wenn Sie direkt von einer interplanetaren Flugbahn aus angreifen oder eine riesige fortschrittliche Railgun oder Coilgun verwenden, um die Bombe zu starten. Bei diesen Geschwindigkeiten hat Sand einen enormen Schlag! Wenn die Schiffe nicht ausreichend gepanzert sind, werden viele von ihnen lahmgelegt oder sogar zerstört.

Wenn sie jedoch erwarten, dass Sie diese Waffe verwenden, oder wenn sie sich besonders mit Mikrometeoriten befassen (z. B. wenn es sich um langlebige Fahrzeuge handelt, die davon ausgehen, irgendwann von Mikrometeoriten getroffen zu werden, weil sie so lange dort draußen bleiben), dann Es gibt sehr wirksame Abwehrmaßnahmen dagegen. Das einfachste und billigste (massemäßig) sind Peitschenschilde. Sie platzieren mehrere dünne Platten vor ihrem Rumpf, die jeweils durch einige Dutzend cm Vakuum (oder möglicherweise Material mit geringer Dichte wie Aerogel) getrennt sind. Die erste Platte bricht das Sandkorn in expandierendes Plasma, die zweite oder schlimmstenfalls die dritte stoppt das nun expandierende Plasma.

Aber selbst dann könnte eine solche Waffe immer noch nützlich sein: Sie kann jede exponierte Ausrüstung (Antennen, exponierte Docking-Ports ...) beschädigen und sie zwingen, sie zurückzuziehen, wenn sie können. Dies könnte Ihnen in den späteren Kampfphasen einen Vorteil verschaffen. Dies würde dichtere Sandwolken erfordern, aber Splitterbomben sind sowieso ziemlich billig.

Beachten Sie, dass der ganze Sand, wenn Sie im Orbit kämpfen, danach immer noch im Orbit ist, also verwenden Sie ihn nur, wenn Sie sich nicht um das Kessler-Syndrom kümmern. Andererseits könnte es zu Ihrem Vorteil sein, eine vollständige Kessler-Kaskade zu verursachen.

Hier gibt es eine Reihe von Problemen zu behandeln.

Zunächst einmal ist das Raumvolumen, das Sie abdecken müssen, unglaublich groß. Wenn man bedenkt , dass allein etwa 500.000 Objekte die Erde umkreisen, macht sich niemand besondere Sorgen über Kollisionen mit Weltraumschrott, wenn er einen Satelliten startet, mit einer Sojus-Kapsel zur ISS fliegt oder mit einem Dragon-Raumschiff Vorräte hochbringt (oder Monate verbringt zu einem Zeitpunkt auf der ISS selbst ....). Es gibt genügend Warnungen vor entgegenkommenden Satelliten, gebrauchten Verstärkerstufen und Weltraumschrott, um Umlaufbahnen zu planen, um sie zu vermeiden, oder Verbrennungen zu verursachen, die das Raumschiff außer Reichweite manövrieren.

Darstellung der Objekte und Trümmer, die die Erde umkreisen

Militärische Raumfahrzeuge werden ähnliche oder bessere Fähigkeiten haben, ankommenden Weltraummüll zu erkennen und zu manövrieren, um ihn zu vermeiden. Die einzigen Vorteile, die Sie daraus ziehen würden, bestehen darin, das Raumschiff zu zwingen, aus der Station zu manövrieren und möglicherweise Lücken in seiner Umlaufbahnabdeckung zu schaffen, und es zu zwingen, seinen Manövriertreibstoff oder seine Reaktionsmasse zu verwenden, und gezwungen zu sein, die Station zum Auftanken und Nachrüsten zu verlassen.

Was Sie wirklich wollen, ist eine Möglichkeit, feindliche Raumschiffe aus großer Entfernung und mit ausreichender Geschwindigkeit zu treffen, damit sie eine sehr geringe Chance haben, dem Angriff auszuweichen. Basierend auf der Frage werden wir die Idee von Laser- oder Partikelstrahlwaffen ignorieren, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausstrecken. Eine ausreichend starke Laserwaffe könnte zu einem „Ravening Beam of Death“ (RBoD) werden und in der Lage sein, Metalle, Keramik und Kohlenstofffasern in Millisekunden bei einer Reichweite von einer Lichtsekunde (300.000 km) zu verdampfen, was sicherlich ein gültiger Weg wäre, um a Weg durch Schwärme von Raumfahrzeugen, die weit genug entfernt sind, dass sie nicht mit kinetischen Energiewaffen zurückschießen können (Ein RBoD würde einen Beschleunigerring mit einem Durchmesser von 1 km benötigen, um einen Röntgenlaser anzutreiben, also ist dies keine kleine Schwarmwaffe. ....) Auf der Website von Atomic Rockets werden Laserwaffen diskutiertAbschnitt Konventionelle Waffen .

Was einfacher zu verwenden wäre, wäre eine kompakte Waffe, die Materie oder Energie mit hoher Geschwindigkeit projizieren kann. Dies kann durch den Einsatz von Nukleargeräten zum Antrieb von Waffen erfolgen. Tough SF hat zwei sehr gute und detaillierte Beiträge: The Nuclear Spear , in dem die CASABA-Haubitze diskutiert wird, und Nuclear EFP und HEAT , in denen die Verwendung der Energie diskutiert wird, um explosionsartig geschmiedete Projektile, Ströme flüssigen Metalls oder sogar Wolken von Pellets in einer "Schrotflinte" anzutreiben. Typ Waffe.

Theoretische Rekonstruktion einer ORION Impulseinheit. Nuklearbetriebene Weltraumwaffen sind von diesem grundlegenden Design abgeleitet

Experimente, die in den 1980er Jahren im Rahmen der Strategic Demesne Initiative durchgeführt wurden, deuteten darauf hin, dass eine kleine Atomwaffe die Energie liefern könnte, um eine Wolke von Pellets mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 km/s auf ein Ziel zu schicken. Diese Pelletwolken sollten eigentlich Köder mit geringer Masse entfernen und die Sprengköpfe eines ankommenden Interkontinentalraketenangriffs freilegen, also ist das militärische Problem tatsächlich ähnlich.

Wenn Sie bedenken, dass die Umlaufgeschwindigkeit um die Erde "nur" 7 km/s beträgt, bedeutet dies, dass jede Kugel wesentlich mehr Energie hat als ein einfaches Kugellager in der Erdumlaufbahn, und das feindliche Raumschiff nur einen Bruchteil der Zeit hat, um die Reichweite zu bestimmen und Lager der ankommenden Pelletswolke und machen Sie eine Verbrennung, um auszuweichen. Und das ist am „unteren“ Ende der Skala. CASABA-Haubitzen schicken einen Speer aus sternenheißem Plasma mit einem beträchtlichen Bruchteil von c auf ein Ziel, was die Probleme beim Ausweichen vor dem ankommenden Feuer verschlimmert.

Der beste Weg, ein Gebiet im Weltraumkampf zu räumen, besteht also darin, kleine Raumfahrzeuge mit nuklearbetriebenen „Schrotflinten“-Granaten zu entfernen, indem sie hart und schnell genug auf sie einschlagen, um sie daran zu hindern, aus dem Weg zu manövrieren. "Schrotflinten"-Runden füllen genügend Raumvolumen aus, damit die Pellets, die das ursprüngliche Ziel nicht direkt treffen, für alle Schiffe in der Nähe sehr gefährlich bleiben, haben aber den zusätzlichen Vorteil, dass sie sich schneller als die Fluchtgeschwindigkeit der Sonne bewegen, also die Schützende Einheiten müssen sich keine Sorgen machen, dass sie nach dem Passieren des Zielgebiets im Orbit bleiben.

Nukleare Schrotflintengeschosse sind im Vergleich zu Lasern der RBoD-Klasse relativ klein und billig und erfordern nicht, dass das startende Raumschiff Spiegel, Kühlsysteme oder Kühleranordnungen benötigt, sondern nur Gestelle oder Zellen zum Unterbringen der Raketen oder große Massenantriebe zum Abschießen der Sprengköpfe in Richtung des Feindes. Große Schiffe können mehr Gefechtsköpfe, größere Raketen oder größere Massenantriebe tragen, haben also einen Vorteil gegenüber kleinen Schiffen, selbst wenn die kleineren Schiffe die gleichen Waffen tragen können. Große Schiffe haben Reichweitenvorteile und überwältigen kleinere Schiffe mit schierer Feuermenge).

Abhängig von der Geschwindigkeit, mit der Sie Ihre Pellets aussenden können, können sie ziemlich klein sein. Dadurch wird die Menge an Material reduziert, die Sie ausstoßen müssen. Sagen wir, wenn Sie Ihre Partikel auf 99,9 % der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen können, werden sie 70-mal mehr Schlagkraft haben, als ihr Gewicht wert ist, und bei diesen Geschwindigkeiten werden sie extrem schwer zu stoppen sein.

Mikrometeoroide verursachen großen Schaden an Raumfahrzeugen, sie haben einen Bruchteil der oben genannten Geschwindigkeit. Wenn Ihre Aliens keine Abschirmung haben, können sie von diesen Mikrogeschossen zerfetzt werden. Außerdem wird es unmöglich sein, den Kugeln auszuweichen, da nicht genügend Zeit zwischen dem Sehen von Kugeln und dem Einschlagen von Kugeln auf das Schiff bleibt.

Wenn sie 10 Milligramm wiegen (was sie etwa 2-3 Größenordnungen schwerer als Mikrometeoriten macht), ergeben 10^5 von ihnen ein Kilogramm Pellets. Das ist nicht zu viel. Für 10.000 Schiffe benötigen Sie 10 Tonnen Pellets, vorausgesetzt, jeder Schuss zerstört ein Schiff. Vergleichen Sie das mit dem Gewicht der Kugeln, die pro Jahr im Irakkrieg ausgegeben werden, was ungefähr 50000 Tonnen beträgt.