Interstellare Hochgeschwindigkeitsprojektil- und Leitsysteme

OK, nehmen wir an, Sie haben eine interstellare menschliche Bevölkerung. Sie haben Menschen, die auf verschiedenen Planeten in verschiedenen Systemen leben, aber Sie haben auch Menschen, die in Raumstationen in verschiedenen Systemen leben.

Angesichts einer solchen Gesellschaft wäre die ultimative Waffe ein kinetischer Impaktor mit großer Reichweite: etwas, das eine Masse von angemessener Größe auf einen erheblichen Prozentsatz der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, damit sie Planeten treffen und ausschalten kann. Letztlich.

Das offensichtliche Problem bei einer solchen Waffe ist, dass es im Grunde keinen "Ziel"-Mechanismus gibt, der über interstellare Entfernungen genau genug ist. Selbst wenn Sie beim Verlassen die Positionen aller Himmelskörper im Zielsystem kannten und ihre Positionen bis zum Eintreffen des Projektils vorhersagen konnten, können Sie dennoch nicht garantieren, dass Sie mit ausreichender Genauigkeit zielen können, um den Zielort zu treffen.

Kein Problem; Sie installieren einfach ein Leitsystem im Projektil. Es sollte eine Art Kamera haben, die Dinge sehen kann, und es sollte eine minimale Reaktionsmasse haben, damit es Kurskorrekturen basierend auf dem, was es sieht, durchführen kann.

Was mich zu der Frage bringt. Wenn Sie ein Projektil haben, das 0,99 c (relativ zum Zielsystem) fliegt, würden relativistische Effekte es schwierig machen, die Kurskorrekturen durchzuführen, die erforderlich sind, um den Zielplaneten zu treffen (vorausgesetzt, er hat die Größe der Erde)?

Entschuldigung, aber warum ist kein Zielmechanismus möglich? Wenn Sie über die Kraft und Technologie verfügen, um ein anständig großes Objekt auf einen großen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, wären Sie definitiv in der Lage, die Energie- und Rechenanforderungen zu erfüllen, um über interstellare Entfernungen zu zielen. Schließlich ist der Zielmechanismus "Mathematik", und "Mathematik", wenn sie richtig gemacht wird, kann nicht falsch sein.
@Aify: Abgesehen von der Frage, ob Sie den genauen Punkt im Weltraum überhaupt mit ausreichender Genauigkeit finden können, sprechen wir von einem Umstand, bei dem Sie verfehlen, wenn Sie um ein Billionstel Grad daneben liegen. Dieses Präzisionsniveau liegt unter dem Grundrauschen von so ziemlich jedem System, mit dem Sie ein solches Teilchen beschleunigen könnten.
Ein Planet ist ein sehr großes Objekt. Sie erwähnen eine „interstellare“ menschliche Bevölkerung; Von wie weit interstellar sprichst du? Wir Menschen sind in der Feinmechanik sehr sehr gut geworden.
@Aify: Die Entfernung zu Alpha Centauri beträgt etwa 275731,1 AUs. Die Größe der Erde beträgt etwa 4,3*10^-5 AE. Um die Erde von Alpha Centauri ohne Führung zu treffen, müssen Sie in der Lage sein, mit einer Genauigkeit von 9 Milliardstel Grad zu zielen (und das, bevor Sie Genauigkeitsprobleme für die mathematische Vorhersage der Bewegung von Himmelskörpern berücksichtigen). Ich fühle mich wohl dabei, das unmöglich zu nennen. Oder zumindest unvernünftig.
Ich bin weder Mathematiker noch Astronom, aber nach meinem Verständnis verwenden Messungen für interstellare Objekte Annäherungstechniken zweiter Ordnung oder höherer Ordnung, die sich als äußerst genau für die Berechnung von Dingen in extremen Entfernungen (z. B. interstellare) erweisen. . Ich erinnere mich, dass sie eine Bogensekunde oder so ähnlich verwenden - (9 Milliardstel Grad = 3,24 × 10 ^ -5 Bogensekunden). 0,0000324 ist eine absolut vernünftige Zahl zum Verwenden und Berechnen.
@Aify: Es gibt einen Unterschied zwischen dem Blick in eine bestimmte Richtung und dem Abfeuern eines Projektils in diese Richtung.
Für einen ruhenden Beobachter scheint das Projektil 1 AE in etwa 5 Sekunden zu überqueren. Für einen Beobachter, der mit 0,99 °C auf dem Projektil fliegt, dauert dieselbe 1 AE etwa 0,6 Sekunden . Scheint genug Zeit für ein Bordleitsystem zu sein, um kleinere Korrekturen zu berechnen und mit der Umsetzung zu beginnen.

Antworten (6)

Licht breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, unabhängig vom Ursprungsbezugssystem. Aber aus Sicht deines 0,99c Projektils wird alles extrem blauverschoben sein. Das ist eine einfache Lösung, Sie stellen nur sicher, dass Ihr Leitsystem in einer angemessen hohen Frequenz sehen kann.

Das Seltsame wäre in den Zeitdilatationseffekten. Jede Gegenmaßnahme, die die Zielwelt einsetzt, scheint sich aus Sicht des Projektils mit Supergeschwindigkeit zu bewegen. Daher sollten Sie sich auf sehr robuste Gegenmaßnahmen konzentrieren, die verhindern, dass die Waffe vom Kurs abkommt und sich nicht selbst korrigieren kann.

Der Zielplanet kann es nicht einfach blockieren, indem er etwas zwischen dem Projektil und dem Ziel treffen lässt - Sie müssten sich immer noch mit 0,99-C-Splittern auseinandersetzen, die scheiße wären. Das Ziel muss also einen Weg finden, das Projektil abzulenken, und Sie (das Projektil) wollen das nicht. Vielleicht eine Wolke von Drohnen, die mitgeschleppt oder eingesetzt werden, um alles zu blockieren, was versuchen könnte, unsere Waffe abzulenken. Oder machen Sie es zu einem EMP-Monster, das so viele Störungen ausstrahlt, dass die einzige Möglichkeit, es zu stoppen, darin besteht, zu versuchen, es direkt zu blockieren und Ihr Risiko mit den Bits einzugehen – was wahrscheinlich sowieso einem zerstörten Planeten gleichkommt.

Wenn Ihr Team dieses Ding auf 0,99 °C bringen kann, kann das Ziel möglicherweise seinen Planeten aus dem Weg räumen. Sie könnten versuchen, Ihr Projektil zu blenden oder es zu zerbrechen und ihren Planeten zu bewegen, sobald sich Ihre Waffe auf einer festgelegten Flugbahn befindet. Sie möchten also verschiedene Arten von Leitsystemen und viel Redundanz – vielleicht sogar eine Möglichkeit, das Leitsystem neu auszurichten und zurückzusetzen, wenn sie versuchen, die Kameras als Vektor für einen Cyberangriff zu verwenden. Wenn sie versuchen, Sie auseinander zu bringen und dann ihren Planeten zu verlegen, dann wollen Sie ihrem Angriff irgendwie entgegenwirken. Dies könnte wie ein aktiver Verteidigungslaser / eine Rakete / eine Drohne aussehen, die ihren Verteidiger vom Kurs abbringen wird, oder ein sehr leistungsfähiges Schubsystem, das Ihnen hilft, um alles herum zu manövrieren, was sie auf Sie schicken.

Wenn Sie nun die Ressourcen investieren, um ein Projektil mit bis zu 0,99 c zu betreiben, lautet die Antwort wahrscheinlich "alles oben Genannte". Der Erfolg oder Misserfolg des Angriffs hängt also davon ab, wo in dieser Kette von Maßnahme/Gegenmaßnahme/Gegenmaßnahmen eine Seite die andere überwältigen oder überlisten kann.

Du schießt zweimal

Zunächst einmal bestreite ich Ihre Annahme, dass es so schwierig ist, auf ein Ziel zu zielen. Wie bekommt man sein Projektil auf 0,99 c an erster Stelle? Nun, ich würde vorschlagen, dass Sie es mit einem Laser dorthin schieben.

Du bringst dein Projektil in den Weltraum. Sie setzen einen gyroskopischen Stabilisator darauf. Sie treffen es dann mit einem Laser und verwenden eine Laserablation, um es auf Hochtouren zu bringen. Das Gyroskop kümmert sich um die Ausrichtung des abgetragenen Materials; Die Enge des Laserstrahls sorgt dafür, dass er in einer perfekt geraden Linie ausgerichtet wird. Da es eine Weile dauern wird, bis Sie Ihr Ziel auf 0,99 bringen c , solange das Projektil auf dem Weg des Lasers bleibt, hat es Tausende von AE oder sogar einen beträchtlichen Bruchteil von Lichtjahren bis jetzt auf das Ziel gebracht. An diesem Punkt kann es einfach den Rest des Weges dorthin gleiten.

Die Genauigkeit wird hoch sein, aber Sie werden natürlich nicht garantiert treffen. Also schießt man einfach ein paar Mal. Schießen Sie weiter, bis der Planet tot ist.

Auf der anderen Seite...

Warum würde eine relativistische kinetische Waffe funktionieren, wenn sie von Alpha Centauri auf die Erde abgefeuert würde? Es wird über 4 Jahre dauern, bis es zuschlägt. Angesichts der Natur des militärischen Geheimdienstes scheint es wahrscheinlich, dass der Start bekannt werden würde. Wie viel Nutzen dieses Wort hat, hängt natürlich davon ab, ob es eine FTL-Kommunikation gibt.

In jedem Fall gelten die Punkte, die Sie darüber machen, wie schwer es ist, ein Ziel zu treffen, doppelt für die Verteidigung eines Ziels. Wenn Sie nur den Kurs eines Projektils um einen winzigen Bruchteil einer Bogensekunde unterbrechen müssen, sollten ein paar Sekunden mit einem TW-Laser dafür sorgen, dass Ihr Projektil verfehlt.

Möglicherweise müssen Sie einige Male schießen, um sicherzustellen, dass Sie alle Verteidigungen des Ziels durchbrechen können.

Die relativistischen Effekte verschlimmern einfach eine schlechte Situation.

Das Problem bei der Endführung besteht darin, dass Sie den Schub bereitstellen müssen, um Ihren Vektor zu ändern. Je größer der Veränderungsgrad und je schneller dies geschehen muss, desto mehr Schub braucht man.

Je weiter Sie zum Zeitpunkt einer Kurskorrektur vom Ziel entfernt sind, desto einfacher wird diese Korrektur sein. Das bedeutet, dass der beste Zeitpunkt für die Kurskorrektur beim oder kurz nach dem Start ist, da der Grad der Änderung viel geringer sein wird und Sie genügend Zeit haben werden, dies zu korrigieren.

Wenn Sie 90 % des Weges zu Ihrem Ziel erreicht haben (was sehr großzügig ist), bevor Sie ein Bild haben, das gut genug ist, um Korrekturen vorzunehmen, wird Ihr Abweichungswinkel viel höher sein und die Zeit, die Sie für die Änderung haben, wird viel kürzer sein.

Selbst wenn Sie eine Scifi-Technologie haben, die keinen Raketentreibstoff benötigt, wird der Energiebedarf enorm sein. Die Ausrüstung, um das Manöver durchzuführen und die Energie zu speichern, wird wahrscheinlich ziemlich groß sein. Eine größere Nutzlast bedeutet, dass der anfängliche Start viel teurer wird.

Die relativistischen Effekte sorgen für eine noch kürzere Reaktionszeit. Es ist nicht so, dass es nicht möglich wäre, aber die Kosten schießen in die Höhe.

Die einzige Möglichkeit, wie ich sehe, dass dies funktioniert, ist die Methode, die EE Doc Smith verwendet hat: Beschleunigen Sie ein Objekt auf nahe c und machen Sie es dann trägheitslos und schleppen Sie es in eine Position, in der sein Vektor das Ziel abfängt und das trägheitslose System ausschaltet.

Nun, ich denke, die Antwort von @MParm ist gut genug, so wie sie ist. Ich möchte aber zwei Cent hinzufügen.

Warum nicht, während das Projektil durch den Weltraum fliegt, das Projektil einfach ein Korrekturkurssystem mit sich führen lassen?

Sie zielen, berechnen und schießen. Es kommt vor, dass das System aus irgendeinem Grund eine Null mehr hinzugefügt hat, als es sollte (es ist noch ziemlich neu, was haben Sie erwartet, dass es passieren würde?), um sicherzustellen, dass das Projektil einfach nicht in den Weltraum driftet, die Kurskorrektur Das System an Bord richtet das Projektil basierend auf den neuen Berechnungen in Bezug auf sein Ziel neu aus.

Ich denke, das würde das Problem des Zielens lösen :) Ich hoffe, es hilft.

Bei dieser Geschwindigkeit muss sich der Zielplanet beim Eintritt in das Sonnensystem auf der anderen Seite der Sonne befinden. Nur so erhalten Sie überhaupt genug Licht, um es zu „sehen“. Aber auch das braucht eine tolle Optik. Aber da man gem. auf 99c, das sollte ein einfacher Schritt sein. Abhängig von der Masse des Projektils müssen Sie entscheiden, wo Sie treffen möchten. Reicht es aus, die Atmosphäre der Anlage zu treffen? Reicht es aus, es "irgendwo" zu treffen, oder müssen Sie festen Boden (kein Meer) treffen, um eine maximale Wirkung zu erzielen. Möchten Sie einen bestimmten Kontinent treffen? Mit diesen Fragen können Sie die maximale Entfernung berechnen, bei der die Strukturgröße mit einer Optik von 'r Durchmesser aufgelöst werden kann, und damit die maximal verfügbare Zeit für Korrekturen sowie die Energie und Masse, die erforderlich (und gespeichert) sind, um die Korrekturen vorzunehmen rechtzeitig.

Wenn Sie nicht genau sein können, brauchen Sie einen anständigen Spread. Deshalb schlage ich vor, dass Sie einen Planeten auf sie feuern. Füllen Sie es mit Planetenbrechern und explodieren Sie wie eine riesige Streugranate, wenn Sie das System betreten.

Dies hat den Vorteil, dass es einen Planeten kostet, einen Planeten auszuschalten, was ihn zu einer relativ begrenzten Ressource macht, wie es alle guten Superwaffen sein sollten.