Warum ist die Besatzung von Raumschiffen im Kampf Erdbeben und Erschütterungen ausgesetzt?

Dies wird im Technischen Handbuch von TNG behandelt . Die Enterprise hat eine künstliche Schwerkraft (von 1 g), die die Bewohner nach unten zieht. Wenn das Schiff eine plötzliche unerwartete Bewegung erfährt, kann das Schiff kompensieren, um zu verhindern, dass die Besatzung tödlich gegen die Wände schlägt, aber es gibt eine ausreichende Verzögerung im System, die immer noch unangenehme seitliche Bewegungen zulässt.

Da Beschleunigungseffekte erwartet werden, wird dieses Feld [Strukturelle Integrität] entlang eines Vektors verzerrt, der der Geschwindigkeitsänderung diametral entgegengesetzt ist. Das IDF [Inertial Dampening Field] absorbiert dabei das Trägheitspotential, das ansonsten auf die Besatzung eingewirkt hätte. Es gibt eine charakteristische Verzögerungszeit für die Verschiebung der IDF-Richtung und -Intensität. Diese Verzögerung variiert mit der beteiligten Nettobeschleunigung, beträgt aber durchschnittlich 295 Millisekunden für normale Impulsmanöver.

Da die IDF-Steuerung im Allgemeinen von Fluglotsendaten abgeleitet wird, können normale Kurskorrekturen erwartet werden, so dass es für die Besatzung selten zu einer wahrnehmbaren Beschleunigung kommt. Ausnahmen davon treten manchmal auf, wenn die Energie für IDF-Operationen eingeschränkt ist oder wenn plötzliche Manöver oder andere extern verursachte Beschleunigungen schneller auftreten, als das System reagieren kann.

Welche Mittel auch immer Sie haben, um künstliche Schwerkraft zu erzeugen, sie kann nicht schnell auf sich ändernde Beschleunigungen reagieren. Wenn es schnell reagieren könnte, könnte es möglicherweise als Reaktion auf geringfügige Änderungen der Beschleunigung zu oszillieren beginnen (die Schwerkraft geht schnell auf und ab). Explosionen und Kollisionen sind plötzliche Dinge, die schneller passieren, als Sie möchten, dass Ihre künstliche Schwerkraft darauf reagieren kann.

Für den normalen Betrieb (Beschleunigung vom Stillstand auf 0,5 °C in wenigen Sekunden) können sich die Systeme Ihres Schiffs mit der künstlichen Schwerkraft koordinieren, um zu verhindern, dass Sie durch die Beschleunigung in Ketchup geschleudert werden. Aber das ist keine spontane Reaktion auf ein äußeres Ereignis. Das ist eine geplante und koordinierte Anstrengung Ihrer Schiffssysteme. Die Beschränkung der Reaktionsgeschwindigkeit gilt also nicht.

Dies erklärt auch die Reaktion der Crew bei extremen Manövern. Die künstliche Schwerkraft muss moduliert werden, um die durch das Manövrieren verursachte Beschleunigung in verschiedene Richtungen zu neutralisieren. Wenn die Koordination nicht perfekt ist, wird die Crew von den Unvollkommenheiten hin und her geworfen.

"Perfekt" würde bedeuten, Tausende von Gs Beschleunigung auf einen winzigen Bruchteil von 1 G zu kompensieren. Sie brauchen also eine perfekte Abstimmung auf besser als 1/10000 zwischen Beschleunigung und künstlicher Schwerkraft.

Gemessen an den Effekten, die in Filmen und Fernsehsendungen zu sehen sind, liegt die Kompensation in der Nähe von 1 oder 2 Gs. Besser als zerdrückt zu werden, aber immer noch genug, um jeden herumzuschmeißen, der es nicht erwartet.

IMHO gibt es einen Unterschied zwischen der künstlichen Schwerkraft und dem Trägheitsdämpfungsfeld (IDF), das die Auswirkungen der Schiffsbeschleunigung, -verzögerung und -erschütterung reduziert.

Angenommen, Sie stünden auf dem Boden der Erde unter einer Gravitationsbeschleunigung aufgrund der Schwerkraft der Erde und ein Wind von 1000 Meilen pro Stunde traf Sie. Die Kraft des Windes würde Sie mit einer Geschwindigkeit wegblasen, die groß genug ist, dass ein gelegentlicher Aufprall auf den Boden wirklich weh tun würde, obwohl die Beschleunigung einer Schwerkraft von der Schwerkraft der Erde noch funktionierte.

Und nehmen Sie an, Sie stünden auf der Erdoberfläche unter einer Schwerkraftbeschleunigung aufgrund der Schwerkraft der Erde und würden von einem großen fahrenden Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 200 Meilen pro Stunde angefahren. Sie würden fliegen, plötzlich vom Fahrzeug beschleunigt und wahrscheinlich mit einer Beschleunigung von mehreren Erdgravitationen, obwohl die Beschleunigung einer Schwerkraft von der Erdgravitation noch funktionierte.

Und nehmen Sie an, Sie würden in einem Flugzeug mit einer Geschwindigkeit von Hunderten von Meilen pro Stunde in der Nähe der Erdoberfläche fliegen, unter einer stetigen Beschleunigung aufgrund der Erdanziehungskraft, und das Flugzeug trifft plötzlich auf ein Hindernis wie das World Trade Center , mit einer Geschwindigkeit von Hunderten von Meilen pro Stunde. Die plötzliche Verzögerung würde Sie eindeutig töten und das Flugzeug zerstören, obwohl die Schwerkraft der Erde konstant bei einer Schwerkraft bleibt.

Es ist also klar, dass die IDF notwendig ist, um zu verhindern, dass die Besatzung in alle Richtungen herumgeschleudert und verletzt oder getötet wird, wenn ein Raumschiff schnell beschleunigt, abbremst oder erschüttert wird.

In den Sector General- Geschichten von James White gibt es Waffen, Rattler genannt, die abwechselnd Traktor- und Pressorstrahlen auf ihre Ziele schießen, um sie in Stücke zu schütteln.

Ich habe einmal gelesen, dass Laserwaffen, die stark genug sind, verwendet werden können, um Ziele zu zerstören, ohne sie zu verdampfen. Stattdessen würden die Laserwaffen ein- und ausgeschaltet und würden die Ziele so hart treffen, dass es wäre, als würde man mit riesigen Hämmern auf sie hämmern. Aufeinanderfolgende Schläge der Laserstrahlen würden ausreichen, um die Teile des Ziels zu zertrümmern, die sie treffen, oder, wenn das Ziel fest genug war, um es zu schütteln, bis es in Stücke zerfiel.

Möglicherweise haben Star Trek -Waffen also eine Komponente, die ihre Ziele trifft und hart drückt.

Wenn ein solcher Strahl ein ungeschütztes Raumschiff traf, würde der Strahl den vom Strahl getroffenen Rumpfabschnitt hart genug eindrücken, um ihn zu lösen und zurück in das Raumschiff zu drücken, durch Schotten und Decks zu schlagen und auf der anderen Seite herauszukommen, wobei das Raumschiff mit a zurückbleibt Tunnel durch ihn, wodurch Luft in den Weltraum entweicht, sowie beschädigte und zerstörte Ausrüstung und Besatzungsmitglieder.

Aber wenn ein Raumschiff seine Energieschilde oben hat, werden die Schilde den Strahl abfangen und seine kinetische Energie auf die Schilde als Ganzes übertragen, die wiederum die kinetische Energie auf ihre Generatoren übertragen, die wiederum die kinetische Energie auf das Schiff übertragen ein ganzes. Daher wird die Menge an kinetischer Energie, die ausreicht, um einen engen Tunnel durch das Raumschiff zu schlagen, stattdessen das gesamte Raumschiff zurückdrücken.

Und da das gesamte Raumschiff ein Vielfaches der Masse des Abschnitts hat, der durch den Energiestrahl ausgestoßen worden wäre, wird das gesamte Raumschiff mit viel weniger Kraft zurückgestoßen, als der Abschnitt aus dem Raumschiff herausgedrückt worden wäre.

Aber die Beschleunigung, die der Energiestrahl dem gesamten Raumschiff verleiht, wenn er es zurückschiebt, könnte immer noch zehn, hundert oder tausend Gravitation betragen, genug, um Ausrüstung zu zerschmettern und Besatzungsmitglieder zu töten, wenn sie in Schotten fliegen.

Die Aufgabe der IDF besteht also darin, die Beschleunigung, die der Energiestrahl dem Raumschiff verleiht, auf Null zu reduzieren, damit die Besatzung nichts spürt.

Wenn ein solcher Energiestrahl ein Sternenschiff trifft, gibt es zwei Möglichkeiten, die sehr wahrscheinlich sind.

Die erste Möglichkeit ist, dass die IDF des Raumschiffs in der Lage sein wird, die Beschleunigung, die der Strahl dem Schiff gibt, perfekt zu kompensieren, so dass weder die Ausrüstung noch die Besatzung eine Kraft spüren.

Die zweite Möglichkeit ist, dass die IDF des Raumschiffs in der Lage sein wird, die Beschleunigung, die der Strahl dem Schiff gibt, fast perfekt zu kompensieren, so dass nur ein winziger Bruchteil dieser Beschleunigungskraft zu spüren ist, und dieser winzige Bruchteil wird ausreichen, um jeden Teil zu geben des Schiffes eine Beschleunigung von mindestens mehreren Gravitationen und die gesamte Ausrüstung wird zerschmettert und alle Besatzungsmitglieder gegen Schotten geschleudert und sofort getötet.

Und in der Geschichte des Weltraumkriegs in Star Trek versuchen Waffendesigner ständig, die Kraft ihrer Strahlen zu erhöhen, damit IDFs versagen und die zweite Möglichkeit den anvisierten Raumschiffen widerfährt, während Designer von Force Shields und IDFs daran arbeiten, sie so zu verbessern In einem Raumschiff wird keine Kraft zu spüren sein, wenn es von einem solchen Strahl getroffen wird, die erste Möglichkeit.

Und in TOS-Weltraumschlachten feuerten Raumschiffe ihre Waffen ab, wenn die Ziele Zehntausende oder Hunderttausende Kilometer entfernt waren, was darauf hindeutet, dass es selbstmörderisch wäre, in geringerer Entfernung zu kämpfen, wo der erste Treffer ein Raumschiff zerstören würde.

Aber in Weltraumschlachten in den TOS-Filmen kamen sich Raumschiffe sehr nahe, um ihre Waffen abzufeuern, was bedeutet, dass sich die Verteidigung erheblich verbessert hatte und die Waffen nicht so sehr, so dass Raumschiffe sehr nahe kommen mussten, um eine Chance zu haben, ihren Feinden Schaden zuzufügen.

In einer Star Trek -Weltraumschlacht sollten also entweder die Waffen gegen ihre Feinde ziemlich nutzlos sein, wie bei der ersten Möglichkeit, oder aber die Waffen sollten die feindlichen Schiffe normalerweise mit dem ersten Schuss zerstören, wie bei der zweiten Möglichkeit.

Es gibt eine dritte Möglichkeit, die auf einer „Messerschneide“ zwischen den beiden anderen besteht, dass die IDF fast vollständig erfolgreich darin sein wird, die Beschleunigungskräfte zu neutralisieren, wenn ein Raumschiff von einem Energiestrahl getroffen wird, aber genug Kraft zu spüren ist das Schiff zu erschüttern und Menschen herumzuwerfen, ohne sie zu töten.

Und es scheint, dass jeder Star Trek -Film und jede Serie mit einer Weltraumschlacht in einer Ära der Waffenentwicklung angesiedelt ist, in der die dritte Möglichkeit in Kraft ist, obwohl es sich um eine äußerst seltene Situation handeln sollte, auf einer äußerst unwahrscheinlichen „Messerschneide“. " zwischen den beiden Hauptmöglichkeiten.

Aber vielleicht versuchen die Kommandeure in Star Trek -Weltraumschlachten, in Entfernungen zu kämpfen, in denen ihre Waffen eine Chance haben, den Feind zu beschädigen, ihre eigenen Schiffe jedoch eine Chance haben, von feindlichen Waffen getroffen zu werden. Vielleicht planen sie immer, auf Distanzen zu kämpfen, wo die dritte Möglichkeit, die extrem schmale "Messerschneide" zwischen der ersten und der zweiten Möglichkeit, wirksam ist.