Über welche Entfernung würde es angesichts der physikalischen Realität wahrscheinlich zu Weltraumkämpfen zwischen Raumfahrzeugen kommen?

Einige nützliche Diskussionen und Links finden Sie auf projectrho.com. Ich habe diese in Kommentaren erwähnt, bevor die Frage migriert wurde, aber sie wurden bei der Migration gelöscht, also werde ich sie hier erneut veröffentlichen. Zunächst einmal gibt es auf der Space War- Seite ganz oben verschiedene Links zu Beiträgen im Blog "rocketpunk manifesto", die gute Diskussionen über Probleme im Zusammenhang mit Weltraumkämpfen enthalten. Und hier sind einige andere gute Seiten von projectrho.com:

Erkennung in der Weltraumkriegsführung (am relevantesten für Ihre Fragen zur Tarnung)

Verteidigung in der Weltraumkriegsführung

Einführung in Weltraumwaffen (hauptsächlich nur der Klassifizierung gewidmet, hat aber einen Link zu dieser Seite , die viele interessante Ideen enthält)

Konventionelle Weltraumwaffen

Exotische Weltraumwaffen

Weltraum-Kriegsschiff-Designs

Kampftheater

Planetarischer Angriff

Sie können einige andere halbrelevante Seiten finden, wenn Sie die Website www.projectrho.com und "Weltraumkrieg" (in Anführungszeichen) googeln, aber die anderen Seiten, die ich gesehen habe, sind fast ausschließlich der Beschreibung gewidmet, wie der Weltraumkrieg in verschiedenen Science-Fiction-Geschichten dargestellt wurde funktioniert, anstatt zu diskutieren, wie es "realistisch" funktionieren würde.

(bearbeitet, um hinzuzufügen, dass ich kürzlich auf einen weiteren guten Artikel über realistische Weltraumkämpfe gestoßen bin, The Physics of Space Battles )

Da Ihre Frage hauptsächlich darauf abzielt, ob es möglich wäre, sich zu "verstecken", sehen Sie sich unbedingt die Seite "Erkennung in der Weltraumkriegsführung" an. Der Autor ist der festen Überzeugung, dass keine der vorgeschlagenen Lösungen funktionieren würde. Hier ist zum Beispiel die Diskussion, Abgase und Abwärme einfach in einem schmalen Strahl zu kanalisieren, der in die entgegengesetzte Richtung geht, in der sich der Feind befindet:

Ein Blick auf die obige Gleichung zeigt, dass je niedriger die Temperatur des Raumfahrzeugs ist, desto schwieriger ist es, es zu erkennen. "Aha!" Sie sagen: "Warum das Schiff nicht kühlen und die Wärme von der dem Feind abgewandten Seite abstrahlen?"

Ken Burnside erklärt warum nicht. Um aktiv zu kühlen, braucht man Strom. Sie müssen also den Kernreaktor anzünden. Plötzlich haben Sie einen Hotspot auf Ihrem Schiff, der mindestens etwa 800 K beträgt, sodass Sie jetzt noch mehr Abwärme abführen können.

Dies bedeutet eine größere Kühleroberfläche, um die gesamte Wärme abzuleiten, was mehr Masse bedeutet. Viel mehr Masse. Es wird entweder die zwei- bis dreifache Masse Ihres Reaktors haben oder so schwach sein, dass es in dem Moment bricht, in dem Sie die Triebwerke einschalten. Es ist ein größeres Ziel, und jetzt müssen Sie sich Sorgen machen, dass ein feindliches Schiff bemerkt, dass Sie einen Stern verdeckt haben.

Dr. John Schilling hatte noch eine weitere schlechte Nachricht, denn Schleicher würden versuchen, die Hitze von der dem Feind abgewandten Seite abzustrahlen.

„Außerdem verlagert die Umleitung der Emissionen lediglich das Problem. Die Energie muss irgendwo hin, und für eine ziemlich bescheidene Investition in Streikpostenschiffe oder Sensordrohnen kann der Feind Sie ziemlich daran hindern, sicher in einen bedeutenden Teil des Himmels zu strahlen.

„Und wenn Sie versuchen, die Emissionen auf einen sehr engen Kegel zu fokussieren, von dem Sie wissen, dass er sicher ist, stoßen Sie auf das Problem, dass die Strahlerfläche für eine bestimmte Leistung umgekehrt proportional zum Anteil des beleuchteten Himmels ist Wärmeverlust durch die Rückseiten und die Signatur für aktive oder halbaktive (reflektiertes Sonnenlicht) Sensoren.

„Außerdem gibt es das Problem, woher Sie überhaupt wissen, was eine sichere Strahlungsrichtung ist. Sie scheinen gleichzeitig für getarnte Raumschiffe und die vollständige Kenntnis der Position feindlicher Sensorplattformen zu argumentieren. Wenn Stealth funktioniert, können Sie es nicht Erwarten Sie zu wissen, wo der Feind alle seine Sensoren hat, also können Sie nicht wissen, was eine sichere Strahlungsrichtung ist, was bedeutet, dass Sie nicht erwarten können, mit diesem Mechanismus überhaupt eine praktische Tarnung zu erreichen.

„Sechzig Grad wurden hier als einigermaßen ‚schmaler‘ Kegel vorgeschlagen, in dem man seine Emissionen verbergen kann. Da ein Kegel von sechzig Grad ungefähr ein Zehntel einer vollen Kugel ist, reichen ein paar Dutzend Streikposten oder Drohnen aus, um den gesamten Himmel so abzudecken dass es keine sichere Strahlungsrichtung gibt, selbst wenn Sie wissen, wo sie alle sind.Die Möglichkeit versteckter Sensorplattformen und insbesondere versteckter, sich bewegender Sensorplattformen ist nur das i-Tüpfelchen.

„Beachten Sie insbesondere, dass sich eine sich bewegende Sensorplattform nicht zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb Ihres Emissionskegels befinden muss, um Sie zu erkennen, sie muss diesen Kegel nur irgendwann während des Manövrierens vor dem Kampf passieren. Was die Detektionswahrscheinlichkeit auch für sehr schmale Emissionskegel noch wesentlich erhöht.

Dann gibt die Seite ein weiteres Zitat von Ken Burnside:

„Das Problem bei der gerichteten Strahlung ist, dass man sowohl wissen muss, wo sich die feindlichen Sensorplattformen befinden, als auch eine Möglichkeit haben muss, die Geschwindigkeit zu verringern, um sich an die Umlaufbahnen anzupassen, die nicht gleichbedeutend ist mit einem Schwingen nach dem anderen und dem Anzünden der Fackel. Darüber hinaus erfordert das Leiten Ihrer Abwärme (und das Abkühlen eines Teils Ihres Schiffes, ein damit zusammenhängendes Phänomen) mehr Leistung für die Wärmepumpe - und jedes erzeugte W Leistung erzeugt 4 W Abwärme. Es gelangt sehr schnell in das Rennen der Roten Königin .

„Stellen Sie sich Ihre Radiatoren als Papierbögen vor, die mit der Kante aus dem Rumpf Ihres Schiffes herausragen. Sie strahlen von den flachen Seiten aus. Wenn Sie genau wissen, wo die feindlichen Sensoren sind, können Sie versuchen, Ihre Radiatoren mit der Kante darauf zu platzieren, und werden es tun "verstecken". Sie möchten, dass Ihre Heizkörper um 180 Grad voneinander entfernt sind, damit sie nicht ineinander strahlen.

„Die meisten Konfigurationen, die nur auf einen Teil des Himmels strahlen, sind äußerst ineffizient, weil sie ineinander strahlen. Das bedeutet, dass sie größer und massiver werden, was die Motorleistung verringert … und sie erfordern immer noch, dass Sie wissen, wo sich der Sensor befindet .

„Der nächste logische Schritt ist die Herstellung eines Sonnenschutzes, der Ihre Strahlung vom Sensor blockiert. Dazu müssen Sie auch wissen, wo sich der Sensor befindet, und es entstehen Probleme, wenn der Sensorblocker an Ihrem Schiff angebracht ist, da er sich langsam erwärmt, um das Gleichgewicht zu erreichen Temperatur Ihrer Außenhülle .... und kann Ihre Sensoren auch in dieser Richtung blockieren.

Update: Einige Kommentatoren haben nach der Möglichkeit gefragt, eine Art "Wärmebatterie" zu haben, die die durch Antrieb und andere Systeme auf dem Schiff erzeugte Abwärme für die Zeit absorbiert, in der es unauffällig sein muss, und so gut isoliert ist um keine nachweisbare Schwarzkörperstrahlung abzugeben oder seine Energie als Wärme an andere Teile des Schiffes abzugeben, so dass das Schiff von außen keine Strahlung aufgrund von Wärme abgeben würde. Ich habe einige nützliche Gleichungen gefunden, die für die Machbarkeit relevant sind, also dachte ich, ich würde sie posten.

Angenommen, wir möchten während der Zeit, in der die Rakete getarnt sein muss, genug Treibstoff für eine Reihe von Manövern haben, so dass, wenn die gleiche Menge Treibstoff verbraucht würde, um die Rakete kontinuierlich in eine Richtung zu beschleunigen, die Geschwindigkeitsänderung der Rakete wäre$\Delta v$. Wenn dann die endgültige Masse einmal all dieser Brennstoff verbraucht ist$m_1$(was sowohl die Masse der Waffen und anderer nützlicher Systeme, wie Lebenserhaltung, wenn die Rakete bemannt ist, und Computer und Sensoren, wenn sie es nicht ist, als auch die Masse der Wärmebatterie umfasst) und die Anfangsmasse einschließlich Treibstoff ist$m_0$, und die effektive Austrittsgeschwindigkeit des Treibmittels ist$v_e$, dann bezieht sich die Tsiolkovsky-Raketengleichung auf diese Größen:

$\Delta v = v_e \ln \frac{m_0}{m_1}$

Eine verwandte Gleichung ist die Energiemenge, die der Treibstoff der Rakete zuführen muss, um dies zu erreichen$\Delta v$, gegeben die effektive Abgasgeschwindigkeit$v_e$und die letzte Masse$m_1$das sollte übrig bleiben, wenn der Kraftstoff aufgebraucht ist. Wie im Abschnitt „Energie“ des Artikels zum Antrieb von Raumfahrzeugen auf Wikipedia angegeben: „Wenn die Energie von der Masse selbst erzeugt wird, wie in einer chemischen Rakete“, dann würde die Energie durch diese Formel angegeben:

$E = \frac{1}{2}m_1 (e^{\Delta v / v_e} - 1)v_e^2$

Die „innere Effizienz“$\eta_{int}$einer Rakete ist das Verhältnis des tatsächlichen Anstiegs der pro Zeiteinheit abgegebenen linearen kinetischen Energie zu der pro Zeiteinheit verbrauchten internen chemischen Energie, wie hier erläutert, also wenn der Treibstoff eine Menge an linearer kinetischer Energie abgegeben hat$E$auf die Rakete, während sie verbrannt wurde, muss die ursprüngliche chemische Energie größer gewesen sein$E / \eta_{int}$, und somit muss die durch Wärme verlorene Energie ungefähr gewesen sein$(E / \eta_{int}) - E = E( \frac{1}{\eta_{int}} - 1) = E\frac{1 - \eta_{int}}{\eta_{int}}$(Beachten Sie, dass dies nicht genau ist, da ein Teil des Effizienzverlusts nicht auf Energieverlust durch Wärme zurückzuführen ist, sondern auf Abgaspartikel mit einer kinetischen Energie, die nicht parallel zur Fahrtrichtung der Rakete verläuft. Auch ich Ich gehe unten davon aus, dass die Wärmebatterie irgendwie die gesamte Energie zum Heizen aufnimmt. Die Berechnungen wären etwas anders, wenn die Wärme nicht vom Abgasweg weggeleitet werden könnte, sondern nur die Wärme, die dem Schiff selbst zugeführt würde, siehe die Tabelle hier für Schätzungen darüber, wie viel Treibstoffenergie bei jedem verloren geht.Vielleicht wäre der beste Weg, um heimlich vorzugehen, chemische Raketen mit heißen Abgasspuren zu vermeiden und stattdessen so etwas wie einen Massenantrieb zu verwendendas könnte einen Strom gekühlter Pellets mit hoher Geschwindigkeit nach hinten schleudern.) Verwenden Sie also die obige Formel für$E$, die erzeugte Wärme$Q$wäre ungefähr:

$Q = ( \frac{1 - \eta_{int}}{\eta_{int}}) \frac{1}{2}m_1 (e^{\Delta v / v_e} - 1)v_e^2$

Wenn der Wärmespeicher Masse hat$m_b$und spezifische Wärme$c$Wenn wir dann die Formel hier neu anordnen , können wir sehen, dass Wärme absorbiert wird$Q$führt zu einer Temperaturänderung$\Delta T$von:

$\Delta T = \frac{Q}{c m_b}$

Und in der Gleichung für$Q$, wir können die endgültige Masse ersetzen, nachdem der Kraftstoff verbraucht ist,$m_1$, mit$m_b + m_p$, wo$m_b$ist wieder die Wärmebatteriemasse und$m_p$ist die verbleibende Nutzlastmasse (Waffen etc.). Dann ergibt das Kombinieren der Gleichungen:

$\Delta T = ( \frac{1 - \eta_{int}}{\eta_{int}}) \frac{1}{2 c m_b}(m_b + m_p) (e^{\Delta v / v_e} - 1)v_e^2$

Mit etwas Algebra können Sie dies nach dem Verhältnis der Wärmebatteriemasse lösen$m_b$zur verbleibenden Nutzlastmasse$m_p$:

$m_b / m_p = \frac{( \frac{1 - \eta_{int}}{\eta_{int}}) \frac{1}{2 c } (e^{\Delta v / v_e} - 1)v_e^2 }{\Delta T \, - \, [( \frac{1 - \eta_{int}}{\eta_{int}}) \frac{1}{2 c } (e^{\Delta v / v_e} - 1)v_e^2 ]}$

Der zu beachtende Teil ist der Nenner, der auf Null geht, wenn$\Delta T = [( \frac{1 - \eta_{int}}{\eta_{int}}) \frac{1}{2 c } (e^{\Delta v / v_e} - 1)v_e^2 ]$, was machen würde$m_b$unendlich; und da$m_b$kann auch nicht negativ sein, das heißt für eine physikalisch realistische Lösung muss man genügen$\Delta T > [( \frac{1 - \eta_{int}}{\eta_{int}}) \frac{1}{2 c } (e^{\Delta v / v_e} - 1)v_e^2 ]$, die wie folgt umgeordnet werden kann:

$\Delta v < v_e \ln [(\Delta T (\frac{\eta_{int}}{1 - \eta_{int}}) \frac{2c}{v_e^2}) + 1]$

Sie können einige Zahlen in diese Gleichung einsetzen, um ein Gefühl für die Einschränkungen zu bekommen, die sie einem solchen System auferlegt. Nehmen wir zum Beispiel an, unsere Wärmebatterie startet bei 0 K, und ihre Temperatur kann bis auf 1000 K ansteigen, bevor die Isolierung ein so heißes System nicht mehr länger vor der Außenwelt verbergen kann$\Delta T$= 1000 K. Und sagen Sie die spezifische Wärme$c$beträgt 0,9 kJ/(kg K), das gleiche wie das der Kacheln auf dem Space Shuttle bei 400 K gemäß dieser , was in SI-Einheiten umgerechnet 900 J/(kg K) ergibt. Und nehme an$\eta_{int}$beträgt 0,8, was laut Tabelle hier extrem gut wäre ($\eta_{int}$= 1 würde bedeuten, dass überhaupt keine Energie durch Wärme verloren geht), was machen würde$(\frac{\eta_{int}}{1 - \eta_{int}})$gleich 4. Nehmen wir schließlich die effektive Abgasgeschwindigkeit an$v_e$beträgt 2.500 m/s, ungefähr so ​​viel wie eine typische Feststoffrakete gemäß der Tabelle im Abschnitt „Beispiele“ des spezifischen Impuls-Wiki-Artikels . Mit diesen Zahlen sagt uns die Formel das$\Delta v$2500 * ln (1000 * 4 * (2 * 900) / (2500) ^ 2 + 1 nicht überschreiten. Wenn Sie das hier in den Taschenrechner einstecken, erhalten Sie ein Maximum$\Delta v$von etwa 1916 m/s, knapp unter der Kraftstoffmenge, die benötigt wird, um eine Fluchtgeschwindigkeit vom Mond zu erreichen, und entspricht im Kraftstoffverbrauch etwa 196 Sekunden einer 1G-Beschleunigung. Das scheint nicht annähernd genug zu sein, um ein Ziel im Weltraum zu treffen, das möglicherweise unvorhersehbare Änderungen seiner eigenen Geschwindigkeit vornimmt, um mögliche Verfolger zu verwirren, selbst wenn es sie noch nicht sehen kann, und die Entfernungen sehr groß sind. Sie können jedoch einige dieser Zahlen ändern und die geänderte Formel in den Taschenrechner einfügen, um die Auswirkungen zu sehen.

Der Weltraumkampf in der "realen Welt" ähnelt einem Schusswechsel in einer Stierkampfarena.

Tödliche Waffen, keine Deckung. Ein Schuss, ein Kill.

Die Reichweiten werden durch "Minute of Manoeuvre" bestimmt.

Beim Schießen wird die Genauigkeit von Gewehren in der Regel in "Winkelminuten" gemessen, einer Gradeinheit (Kreise haben 360 Grad, Grad haben 60 Minuten).

Mit "Manöverminute" meine ich, den Schuss in die Zone zu bringen, in der sich das Ziel befinden wird.

Für (ein erfundenes) Beispiel, wenn Sie beispielsweise einen Hirsch jagen, ist der Vitalbereich ziemlich groß (sagen wir 6 Zoll breit). Ein Gewehr mit einer Genauigkeit von 1 MOA kann eine Kugel innerhalb von 1 Zoll um den Zielpunkt auf 100 Yards bringen. Mit einem 6 Zoll großen Vitalbereich könnte also ein Reh mit einem solchen Gewehr auf 600 Yards geschossen werden. Mit einem 2-MOA-Gewehr wären es 300 Yards.

Wenn Sie auf ein Flugzeug schießen, "wissen" Sie, wie schnell sich das Flugzeug bewegt, Sie wissen, wie schnell sich Ihre Kugel bewegt, also haben Sie durch Ballistik eine Vorstellung davon, wie weit Sie das Flugzeug "führen" müssen, um Ihre Kugeln ins Ziel zu bringen. Aber das berücksichtigt nicht, dass das Flugzeug die Richtung ändert. Je weiter Sie vom Zielflugzeug entfernt sind, desto mehr Möglichkeiten hat das Flugzeug, einfach aus dem Weg zu gehen.

Im Zweiten Weltkrieg funktionierte die Flugabwehr für Dinge wie Bomber, weil sie mit konstanter Geschwindigkeit in geraden Linien flogen. Sie funktionierten nicht so gut mit Hundekämpfern.

Sie können also sehen, dass die Reichweiten stark von den beteiligten Waffentypen abhängen. Denn „Reichweite“ gilt nur für ballistische Waffen. Eine Lenkwaffe hat in diesem Fall "unbegrenzte" Reichweite. Es kann seinen Auftreffpunkt kontinuierlich anpassen.

Betrachten Sie nun den einfachen Fall, einen Asteroiden, der durch den Weltraum fliegt. Hier ist die Manöverminute sehr klein. Der Asteroid manövriert einfach nicht. Es ist also „einfach“, ein Objekt ballistisch zu schleudern, das den Asteroiden treffen wird. Denken Sie an die jüngste Kometenlandung. Ja, es wurde tatsächlich manövriert, aber der größte Teil des "Angriffs" war ballistisch. Eine sehr komplizierte Umlaufbahn, aber dennoch ballistisch. Der Fehler lag nicht so sehr am Kometen, sondern eher an den Einschränkungen der Genauigkeit, mit der die Sonde überhaupt in ihre richtige Umlaufbahn gebracht werden konnte. Fehler summieren sich in der Regel über solch große Entfernungen, sodass Korrekturen unvermeidlich waren.

Für ein Schiff, das manövrieren kann, müssen Sie nahe genug sein, um ein solches Manöver zu überwinden. Wenn Sie beispielsweise mit 10 km/s auf einen großen Sprengkopf schießen und das Ziel 5 km entfernt ist, hat das Ziel 0,5 Sekunden Zeit, um zu reagieren und das Fahrzeug „aus dem Weg“ zu manövrieren.

Im Weltraum ist Manövrieren teuer. In einem Flugzeug bewegen Sie ein Querruder, und das Flugzeug ändert schnell die Richtung. Im Weltraum müssen Sie Schub anwenden, um zu manövrieren. Sie können sich nicht darauf verlassen, dass die Aerodynamik für "freies" Manövrieren sorgt.

Wie viel Schub hat das Schiff? Wie lange dauert es, einen solchen Schub anzuwenden? All dies berücksichtigt die Kampfreichweite. Wenn ein Schiff 10 Sekunden zum Manövrieren braucht, dann können Sie sehen, dass Sie mit einem Sprengkopf von 10 km/s eine effektive Reichweite von 100 km haben.

Jetzt sind natürlich alle diese Zahlen erfunden. Und außerdem scheinen 100 km für "Weltraumkampf" WIRKLICH NAHE zu sein.

Aber sehen Sie, wie sich diese Zahlen mit Lichtgeschwindigkeitswaffen ändern. Im Weltraum sind LASER effektiv "ballistische Waffen". Bei unserem vorherigen Beispiel „fliegt“ Ihr LASER mit 300.000 km/s. Mit unserem langsamen Ziel zuvor beläuft sich die effektive Reichweite auf 3.000.000 km. Das sind (sehr) grob 10 Monddurchmesser. Das scheint ein "realistischerer" "Weltraumbereich" zu sein. Natürlich ist es ein anderes Problem, einen LASER zu bekommen, der stark genug ist, um auf 3 Mkm Schaden anzurichten. Sie stoßen auch auf Einschränkungen der Genauigkeit. Ein 1000-Fuß-Schiff (zB USS Nimitz) bei 3Mkm ist 0,006 Grad groß. Können Sie sich vorstellen, ein Gerät mit genug Leistung zu steuern, um Schaden mit einer Tracking-Genauigkeit von 6/10000 anzurichten? Schwer vorstellbar.

Also "echter" Weltraumkampf. Wird wohl ziemlich eng werden. Es wird extrem tödlich sein. Es wird keine Deckung geben. Wie ich schon sagte, Schütze in einer Stierkampfarena.

Das Zielen wird mit zunehmender Entfernung schwieriger. In Lichtjahrentfernungen sind selbst gerichtete Energiewaffen viel zu langsam, um möglicherweise etwas zu treffen (denken Sie daran: Ein Lichtjahr ist die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, Sie würden also eine Taschenlampe darauf richten, wo das Ding vor 2 Jahren war).

Mit abnehmender Distanz wird die Manövrierfähigkeit wichtiger (dh schnelle Kämpfer können besser ausweichen als langsame Dreadnoughts; sie weichen gerichteter Energie aus, indem sie sehen, wohin die Waffe gerichtet ist, und sich woanders befinden).

Es gibt jedoch einen Punkt, an dem die Manövrierfähigkeit keine Rolle mehr spielt: Der Jäger kann eine Rakete absolut nicht ausmanövrieren, weil der Pilot die G-Kräfte nicht überleben würde. Gerichtete Energie kann grundsätzlich nicht verfehlen.

Im Maßstab von Lichtjahren ist es auch ziemlich einfach zu tarnen: Das Energieleistungsniveau sinkt mit dem Würfel der Entfernung, sodass selbst die „hellsten“ Schiffe, die wir heute bauen könnten, wahrscheinlich sogar aus ein paar Lichtminuten Entfernung unsichtbar sind.

Was Sensoren beeinflussen könnte, hängt stark davon ab, wie die Sensoren funktionieren. Sensoren für sichtbares Licht können zum Beispiel durch schwarze Farbe im extremen Nahbereich blockiert werden.

Und, eine Randbemerkung: Es ist theoretisch möglich, dass ein Schiff eine Zeit lang heimlich geht, indem es den größten Teil seiner Wärme in einen internen Speicher versenkt oder es von dem Ding weglenkt, das es zu vermeiden versucht.

Mein erster Gedanke ist: Die Frage ist fast unmöglich zu beantworten, weil wir keine Ahnung haben, welche Technologie es geben wird. Angenommen, Sie haben 1492 jemanden nach der maximalen Reichweite gefragt, in der Marineschiffe 1900 angreifen würden. Selbst wenn er einfallsreich genug wäre, um radikale Fortschritte in der Technologie in Betracht zu ziehen, wäre es schrecklich schwierig vorherzusagen, was tatsächlich passieren würde.

Das heißt, ein paar spontane Gedanken:

Eine Lenkwaffe sollte bei Reichweiten nützlich sein, die mit der Reichweite Ihrer Sternenschiffe vergleichbar sind. Wenn Sie Schiffe haben, die Hunderte von Lichtjahren ohne Auftanken zurücklegen können, dann scheint es wahrscheinlich, dass Sie eine Lenkwaffe bauen könnten, die dasselbe tun würde.

Laserwaffen (oder Phaser oder was auch immer Äquivalente) würden durch die Streuung des Strahls begrenzt. Per Definition sind Laser hochfokussiert, und vermutlich werden sie in Zukunft noch fokussierter sein. Aber sie müssen einige über die Entfernung verteilt haben, und dies führt schließlich dazu, dass der Strahl zu wenig Energie pro Quadratmeter hat, um effektiv zu sein. Gibt es theoretische Grenzen dafür, wie scharf ein Laserstrahl fokussiert werden kann?

Bei ausreichend großen Entfernungen wäre das Zielen eines Lasers ein Problem. Wenn es Minuten (oder Stunden) dauert, bis der Strahl das Ziel erreicht, könnte ein Schiff einfach zufällige Ausweichmanöver durchführen, um Strahlwaffen wertlos zu machen. Ich sage zufällige Manöver, weil es keine Möglichkeit gibt, den Laserstrahl zu erkennen, bevor er auftrifft, wenn sich Ihr Laserstrahl so schnell bewegt wie alle Signale von einem Sensor. Im Kampf des 21. Jahrhunderts bewegt sich eine Rakete viel langsamer als Licht- oder Radarwellen, sodass Sie ein Signal von einer Rakete abprallen lassen und erkennen können, dass sie kommt. Aber wie würdest du das mit einem Laser machen? Selbst wenn Sie ein Signal von einem Laserstrahl abprallen lassen könnten, müsste dieses Signal schneller sein als der Laser, sonst würden Sie das Signal, dass der Laser kommt, erst im selben Moment erhalten, in dem er auftrifft, was nicht viel helfen würde .

Was die Tarnung angeht ... moderne Stealth-Flugzeuge funktionieren so, dass sie (a) die Wärmemenge reduzieren, die sie abgeben, (b) aus Materialien bestehen, die Radarwellen absorbieren, und (c) Formen haben, die Radarwellen abprallen lassen in andere Richtungen als zurück zum Radarsender. Ich würde denken, dass ähnliche Dinge im Weltraum funktionieren würden. Natürlich hängt alles davon ab, wie ihre Sensoren funktionieren. Aber wenn sie einen Strahl senden, der zurückgeworfen wird, wenn er auf etwas trifft, dann könnten Sie vermutlich Technologien haben, die diesen Strahl absorbieren oder in eine andere Richtung reflektieren. Wenn sie passive Sensoren haben, die Wärme oder andere Emissionen erkennen, könnten Sie Techniken haben, die diese Emissionen so weit reduzieren, dass sie unter die Empfindlichkeit der Sensoren fallen. Es ist schwer zu sagen, wie schwer das wäre, ohne zu wissen, wie die Sensoren funktionieren,

Zusätzlicher Gedanke

Mehrere Leute hier haben die Schwierigkeit betont, die Hitze eines Raumschiffs zu verbergen. Aber das hängt alles davon ab, wie heiß das Raumschiff ist, wie empfindlich die Sensoren des anderen sind und wie weit ihr voneinander entfernt seid. Wenn jemand einen Kernreaktor in der gleichen Entfernung wie Pluto in die Umlaufbahn um die Sonne bringen würde, wie schwierig wäre es, das von der Erde aus zu erkennen? Ich glaube nicht, dass es heute ein Detektionsgerät gibt, das den Himmel absuchen und ein solches Objekt sofort finden könnte. Ich vermute, es würde eine lange und sorgfältige Suche erfordern. Selbst wenn es überhaupt keinen Versuch gäbe, den Reaktor zu verstecken, wäre die Energiemenge dieses Reaktors, die Detektoren auf der Erde aus einer solchen Entfernung erreichen würde, winzig.

Ah, hier ist eine Möglichkeit, darüber nachzudenken. Die empfangene Energie wird mit dem Quadrat der Entfernung abfallen. Wenn also die Energie Ihres Raumschiffs geteilt durch das Quadrat der Entfernung geringer ist als die Energie, die von Sternen empfangen wird, geteilt durch das Quadrat der Entfernung, dann würde sich Ihr Schiff nicht vom Hintergrundrauschen der Sterne abheben. Wie viel Wärme würde ein Raumschiff im Vergleich zu einem Stern abgeben? Wenn es nur 1/10.000 so viel wäre, um eine Zahl zu bilden, dann würde der Sensor, wenn das Schiff mehr als 1/100 der Entfernung vom Stern entfernt ist, die gleiche Energiemenge von beiden erhalten. Das würde es nicht unauffindbar machen, nehme ich an: Sie könnten eine Karte aller Sterne und jeder anderen bekannten Energiequelle haben und einen Computer nach Anomalien suchen lassen. Aber selbst ein sehr heißes Raumschiff würde nicht hell auffallen.

Der Weltraum ist wirklich groß und fast jedes Sternenschiff wäre wirklich winzig im Vergleich zu allem anderen da draußen. Ein paar Lichtjahre sind eine Entfernung, in der wir Planeten nicht konsequent erkennen können , geschweige denn ein Raumschiff.

Selbst eine Lichtsekunde ist wirklich weit weg. Zum Vergleich: Der Mond ist etwas mehr als eine Lichtsekunde von der Erde entfernt. In dieser Entfernung wäre ein Träger am Himmel halb so groß wie Neptun. Ein X-Wing würde kleiner erscheinen als Pluto. Etwas, das kleiner als Pluto aussieht, in einer angemessenen Zeit in dieser Entfernung zu entdecken, könnte möglich sein, wenn es nicht versucht, versteckt zu bleiben, aber es wäre ziemlich einfach, ihm eine Stealth-Beschichtung zu geben und es ohne relativistische Geschwindigkeit auf Ihr Ziel zu schleudern jeder aktive Antrieb. Ein Kampf in einer Entfernung von wenigen Lichtminuten würde dem Schießen auf Menschen auf der Erde von der Oberfläche der Venus oder des Mars gleichen.

Während es möglich ist, dass eines Tages eine Technologie existiert, die einen solchen Kampf ermöglicht, wären die Beschränkungen und Entfernungen, unter denen ein solcher Kampf stattfinden würde, vollständig von dieser angeblichen Technologie abhängig.

Sechzig Grad wurden hier als ein einigermaßen „schmaler“ Kegel vorgeschlagen, in dem man seine Emissionen verstecken kann.

Sie brauchen keinen Kegel dieser Größe. Schießen Sie geschmolzene Pellets, die isoliert und mit Eis bedeckt sind. Schließlich brennen sie durch die Isolierung und haben vorher das Eis geschmolzen (die Isolierung ist nicht perfekt). Das Abfeuern dieser in alle Richtungen könnte eine bequeme Abschreckung gegenüber wärmesuchenden Raketen (wie Spreu oder Fackeln) sein. Oder eine andere Lösung für das Kegelproblem ist die Verwendung eines Kühllasers. Ich verstehe nicht, warum ein Kühler abbrechen muss, es gibt keinen Luftwiderstand - die maximale Kraft, die Sie anwenden würden, wäre Ihr eigener Schub in umgekehrter Richtung (wenn Sie Ihr Schiff nicht drehen würden).

Stealth ist jedoch im Weltraum schwer zu erreichen. Im normalen Weltraum sind Sie vor dem Hintergrund sichtbar, auch wenn Sie schwarz sind - insbesondere wenn Sie sich bewegen (Sie beginnen, mehr Sterne zu verdecken). Sie könnten versuchen, einen Chamäleoneffekt zu erzielen, aber Sie müssten wissen, wo sich Ihr Beobachter befindet, um Ihre Helligkeit zu kalibrieren (fällt mit dem Würfel der Entfernung ab, und Sie sind viel näher als der Stern ... um zu kommen die gleiche Ausgabe an seinem Standort, Sie müssten seinen Standort kennen und hoffen, dass er kein Sensornetz hat.Es gibt einige Biegelichtlösungen, die dafür funktionieren könnten.Ich habe sie nicht vollständig untersucht, aber sie sind in der populärwissenschaftlichen Presse - ich habe sie in den letzten paar Monaten gesehen. Wenn die tatsächlich funktionieren, dann würde es einem fahrenden Schiff das Leben viel leichter machen.

Sie können sich jedoch hinter Dingen verstecken. Und Sie können Mikrodrohnen, Mikroraketen und Mikrosensoren verwenden, um aus nächster Nähe unentdeckt zu bleiben. Ich gehe davon aus, dass am Ende Remote-Netzwerke einen Großteil der Kämpfe übernehmen und Schiffe mit Bio-Crew so weit voneinander entfernt sind, dass sie mit direkten Energiewaffen schwer zu treffen sind - wahrscheinlich normalerweise versteckt hinter Materiebrocken im System (die hoffentlich nicht abgebaut werden) und andere Materiebrocken bewegen, um mehr Versteckmöglichkeiten zu schaffen; Vielleicht mit vielen ferngesteuerten Schleppern.

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Eine Nebenbemerkung / Anmerkung zur gelöschten Antwort: Ich sehe nicht, was daran falsch ist, eine Frage mit Fragen zu beantworten. Es wird OP helfen, die Details zu konkretisieren oder zumindest einige Dinge auszuwählen oder eine Reihe von Lösungen anzubieten, damit sie von uns allen eine bessere Antwort erhalten (dh: es kann die ursprüngliche Frage verbessern). Aber ja, die Antwort ist ziemlich abfällig formuliert.