На страницах проекта «Ро», посвященных космическим войнам, содержится довольно подробный набор аргументов о том, почему с практической точки зрения скрытность невозможна в космической войне*. В Rocketpunk Manifesto также есть эссе на эту тему, в котором делается почти такой же вывод. Поэтому, чтобы спрятаться в космосе, нужно быть очень изобретательным или немного помахать рукой.

Некоторые вещи, которые вы могли бы попробовать:

• Камуфляж или попытка выглядеть как что-то другое (комета или гражданский корабль), но, конечно, это очень ситуативно.
• Какая-то волшебная технология FTL
• Магическое маскирующее устройство
• На ваших космических кораблях обитают экзотические формы жизни, способные выдерживать температуры, близкие к абсолютному нулю, поэтому ваш космический корабль холоден, как космос.

Кроме этого, среди любителей научной фантастики принято считать, что в космических войнах все могут видеть все, хотя вы все еще можете выполнять множество тактических скрытных действий, таких как глушение, «дымовые» завесы и тому подобное. Они увидят, что вы идете, но они могут не знать точно, что это такое.

Аргументов, почему так сложно спрятаться в космосе, слишком много, чтобы их перечислять, но в очень сжатой форме они звучат так:

• Обнаружить что-то горячее в космосе очень легко, а охладить очень сложно (поскольку приходится полагаться на излучение). Рассмотреть возможность:

По состоянию на 2013 год космический зонд «Вояджер-1» находится примерно в 18 миллиардах километров от Терры, а его радиосигнал составляет жалкие 20 ватт (или примерно такой же тусклый, как лампочка в вашем холодильнике). Но каким бы тусклым он ни был, телескоп Грин-Бэнк может выделить его из фонового шума за одну секунду.

• Сделать полное сканирование неба не так сложно. Используя современные технологии, мы можем выполнить сканирование всего неба на наличие объектов 12-й величины за 4 часа (это немного ярче, чем Тритон или Плутон ).

• Вы становитесь намного ярче и вас легче заметить, если у вас включены двигатели. Это означает, что если вы вторгаетесь в звездную систему, ваш враг обязательно узнает об этом к тому времени, когда вы доберетесь до их внешних планет, или вам придется очень-очень долго бродить в тишине и холоде.

*- космическая война - ключевое слово; при отсутствии какого-либо тахионного оружия обычно предполагается, что стрельба будет производиться на расстоянии в пределах 1 а.е. (или нескольких световых минут). Учитывая, что вашему самому быстрому оружию потребуется несколько минут, чтобы поразить его, это довольно большое расстояние для уклонения вашего врага. На этих дистанциях действительно почти невозможно спрятаться, но это должно быть намного проще, если вы говорите о расстояниях в световые часы.

Я думаю, вы переоцениваете, как тяжело спрятаться в космосе. Размер космического корабля ничтожен, учитывая то, что мы обычно наблюдаем. Их выбросы можно довольно легко сократить, если только вы не используете какой-либо двигатель с высокими выбросами, которые, опять же, вероятно, могут отражаться или маскироваться.

Кроме того, небесные тела довольно велики и очень эффективно блокируют сигналы и излучения. Безбрежность пространства (оно действительно большое) очень затрудняет эффективное сканирование — свету требуется много времени для отражения, а это означает, что вы очень зависите от того, какой свет уже отражается от интересных объектов . А свет — самый быстрый сигнал, который мы знаем. Кроме того, это единственное, что будет работать, если только вы не измеряете поток градиента поля или что-то еще, при котором влияние корабля будет меньше, чем фоновый шум.

Однако если бы мы предположили, что действительно трудно спрятаться в космосе, то это было бы из-за ваших собственных излучений и отражений. Вы можете легко свести их к фоновому шуму — обшивка частей вашего корабля, которые вызывают эти выбросы, тяжелыми материалами, значительно уменьшит их; вы также можете оставаться неподвижным и притворяться камнем, если вы знаете, откуда за вами могут наблюдать — возможно, используя камуфляж, чтобы имитировать случайные камни, отражающие солнце. И всегда вы можете проложить курс через поля обломков, если вы в отчаянии, и использовать их, чтобы скрыть свое присутствие за ними.

Ответ ivy_lynx точен — пространство действительно , очень большое, и в нем очень легко спрятаться, учитывая некоторые основные предположения. Я приведу некоторые цифры, чтобы продемонстрировать, что:

Весы огромные

Крупнейший астероид — Церера , диаметр которого составляет около 950 км. Для перспективы Земля чуть меньше 6400 км в поперечнике. Вот иллюстрация из Wolfram Alpha :

Эквивалент среднего человека (5 футов 4 дюйма = 162 см) примерно равен очкам Гарри Поттера . Это большие очки, но они все же намного меньше, чем у Дэниела Рэдклиффа (который примерно среднего роста).

И помните, мы сравниваем это с астероидом, который является почти маленькой планетой (хотя и намного меньше нашей Луны). Таким образом, космический корабль такого масштаба покрыл бы США от Нью-Йорка, штат Нью-Йорк, до Цинциннати, штат Огайо . И даже тогда он относительно мал, как пара очков на человеке. Как далеко вы сможете уйти, прежде чем перестанете различать, что они носят очки? Насколько легко им было бы прикрыть очки, просто подняв руку или отвернувшись?

Вы можете видеть, что было бы тривиально спрятаться в тени планеты или луны, если бы вы знали, что за вами наблюдают. Конечно, тогда вас будет хорошо видно с этой планеты (если она обитаема), так что выбирать нужно осторожно.

Как насчет света?

Итак, вы можете спрятаться, если знаете, что там кто-то есть, но предположим, что вы этого не сделаете — насколько сложно будет обнаружить ваши огни?

Свет падает в соответствии с законом обратных квадратов , который гласит, что он становится слабее пропорционально квадрату пройденного расстояния. Luxor Sky Beam — самый мощный в мире луч света, созданный человеком. (Я пока игнорирую лазеры, потому что они на самом деле ничего не освещают.) Его яркость составляет 42,3 миллиарда кандел. Насколько ярко светит луна? Wolfram Alpha говорит , что это примерно 2,976x10^7 кандел на квадратный метр (он же 2,976x10^7 люкс). Это едва ли половина того уровня яркости, который должен быть, чтобы я мог даже видеть его, если бы он был направлен прямо мне в глаз. Если бы он был направлен на что-то другое? Забудь это.

Очевидно, что к тому времени, когда мы построим космические корабли, можно будет строить более яркие огни... но вам все равно придется находиться очень близко (относительно), чтобы увидеть их.

Для относительного сравнения, между Землей и Луной мы могли бы разместить чуть менее 400 наших космических кораблей размером с Цереру.

Как насчет тепла?

congusbongus поднимает интересный вопрос о тепле, но применимы те же вопросы, что и о свете. Тепловое излучение — это просто инфракрасный (или более длинный) свет, подчиняющийся тем же правилам, что и видимый свет. В масштабах, о которых мы говорим, вы легко пропустите обнаружение всего, что не предназначено для космоса, точно так же, как ваши огни будут легко пропущены.

Но это подводит нас к предположениям, о которых я упоминал в начале:

Это может сделать специализированное оборудование

Неважно, как далеко вы находитесь, небольшая часть вашего света (или тепла) достигнет любого, кто за ней наблюдает. У меня нет знаний, чтобы связать соответствующие числа из различных космических проектов с крошечным количеством люксов, которое я вычислил выше, но я могу сказать, что чем дольше вы наблюдаете за областью, тем лучше вы сможете обнаружить фотон, исходящий из этой области. Но большинство наших нынешних высокочувствительных спутников одновременно смотрят только на крошечную часть неба, и наоборот. Разумно предположить, что существуют специализированные детекторы, предназначенные для поиска этих слабых следов и предупреждения о движении чего-то, что может быть кораблем, но вряд ли они смогут охватить сразу всю сферу неба на 360°. А если вы переезжаете, они не смогут вам ничего полезного сказать.

Точно так же, если вам случится переместить свой корабль между детектором и звездой, они смогут это заметить, если будут искать.

Но в любом случае, все еще очень легко физически оказаться за чем-то, если у вас есть достаточное расстояние, и ничто из того, что у нас есть или что мы можем разработать в настоящее время, не может найти вас через планету.

Остерегайтесь близких расстояний!

Все вышеперечисленное применимо, когда между вами и ищущим вас человеком есть некоторое расстояние. Вам даже не нужно красить корпус вашего корабля в черный цвет, чтобы спрятаться, просто потому, что так трудно кого-либо увидеть, если вы находитесь достаточно далеко.

Тем не менее, если вы находитесь достаточно близко, чтобы они могли выглянуть в окно и увидеть вас, вы мало что можете сделать, чтобы остановить это. Несмотря ни на что, вы будете заслонять собой звезды и излучать тепло.

Некоторые люди согласны с тем, что с технологиями будущего будет сложно спрятать космические корабли. Другие не согласны. Ваша будущая технология может отличаться.

Что касается аргумента «легко спрятаться», пространство также очень велико, и потребуется много искать и обрабатывать данные, чтобы постоянно наблюдать за всем этим, чтобы найти то, что вам может быть интересно найти, среди всего прочего. вход от взгляда в пространство во всех направлениях. Еще одним соображением является сокрытие технологии, например:

http://www.theblaze.com/stories/2014/09/27/scientists-have-invented-a-real-life-cloaking-device-and-it-could-cost-less-than-a-new- компьютер/

Еще одним соображением является ситуация. Какого размера область находится под наблюдением, что вы пытаетесь там сделать, какой другой шум обычно присутствует (т.е. можете ли вы спрятаться, выглядя не так, как вы хотите, чтобы наблюдатели знали о вас), и каковы ускорения и время?

Эта проблема является основной темой книг Дэвида Вебера « Вселенная Хонор» — практически в каждой книге много обсуждений различных ситуаций с различными технологиями для кораблей, играющих в прятки в космосе (а затем совершающих жестокие действия), с попыткой быть реалистом. й о технике и физике математике.

Редактировать: я хотел добавить, но забыл, что даже в поисках астероидов, которые могут быть на пути к уничтожению нашей планеты в нашей собственной солнечной системе, с десятилетиями, чтобы сделать это, мы на Земле в 21-м веке осознаем, что мы не был в состоянии проделать очень тщательную работу даже по управлению этим. Таким образом, это не тривиальная проблема — обнаружить и быть в курсе всего, что вас окружает в космосе.

Слишком долго для комментария.

Во-первых, в космосе далеко не темно. Радиационного фона много, его не видно, но он есть.

Что касается укрытия, это очень сильно зависит от размера корабля, не могли бы вы рассказать об этом подробнее? Например, маленький затемненный космический корабль было бы невозможно найти без каких-либо средств для укрытия, просто потому, что космос настолько огромен. С другой стороны, космический корабль размером с Солнце, возможно, должен будет использовать различные методы, такие как активный камуфляж (но он также может делать гораздо больше из-за его энергоснабжения; он также может иметь гигантский радиатор внутри, чтобы поддерживать тепловую сигнатуру на должном уровне). минимум). Возможно, он мог бы управлять гравитацией, искривляя пространство и каким-то образом казаться меньше для внешнего наблюдателя.

Кроме того, большие расстояния делают невозможным точное определение объекта, так как любая информация, которую вы можете получить, устарела на минуты, часы, дни, годы... Другими словами, быстрое броуновское движение может оказаться идеальным долговременным. техника сокрытия на расстоянии ;-)

Надеюсь, это поможет ;-)

Редактировать: что касается тепла, его невозможно скрывать бесконечно, но мы могли бы скрыть его на некоторое время, для некоторых хороших идей см. этот вопрос на физике.SE.

Разобрать корабль

Я не уверен, соответствует ли это вашим требованиям, но одна возможность, которую до сих пор упускали из виду, заключалась в том, чтобы заставить корабль перестать быть кораблем на какое-то время. Я имею в виду, что он может распадаться на более мелкие части, которые не так легко идентифицировать как части большого опасного космического корабля. Части могут двигаться вместе, как рыхлый рой космического мусора или пыли, или даже двигаться по разным траекториям, и снова собираться в нужном месте.

Конечно, вы, вероятно, не сможете сделать это с кораблем, несущим биосферу и поддерживающим человеческую жизнь, поскольку части все равно будут большими и идентифицируемыми как части корабля. Однако это может отлично сработать, если ваш корабль роботизирован по своей природе. Сами части могут быть чем-то вроде наномашин или серой слизи, способной функционировать самостоятельно в ограниченном масштабе. Они могут быть даже очень маленькими, в микрометровом масштабе. Это также сделало бы невозможным для противника определить, какой корабль получится в результате их повторной сборки.

Можно было бы даже подумать, что из подгруппы машин можно было бы собрать меньший, но все еще функционирующий корабль, если часть других будет уничтожена. Наномашины также могут быть самовоспроизводящимися, что имеет дополнительные интересные последствия, выходящие за рамки этого вопроса.

Дополнительные идеи такого рода можно найти на https://en.wikipedia.org/wiki/Grey_goo (также в соответствующем разделе художественных книг) и на https://en.wikipedia.org/wiki/The_Invincible .

Предложение скрыть тепловые выбросы:

Покрасьте свой корабль краской Vantablack . Используйте тепловой насос прямо под корпусом (устройство Пельтье, кондиционер и т. д.), чтобы снизить температуру поверхности вашего корабля до ~3К. Конечно, это тепло должно куда-то уходить (из-за физики), так что излучайте это тепло в виде концентрированного луча от себя. Тогда вас сможет увидеть только тот, кто действительно находится на пути луча.

Поскольку в космосе очень холодно, тепловое излучение вашего корабля выдаст его. Если есть военная причина искать космический корабль, то для этого наверняка хватит сканеров и вычислительных машин, учитывая, что даже "медленно" движущееся в космосе тело движется гораздо быстрее, чем винтовочная пуля или артиллерийский снаряд, таким образом, он будет содержать огромное количество кинетической энергии (объект, вращающийся вокруг Земли, будет двигаться со скоростью 11 км/сек, в то время как самые быстрые тела в Солнечной системе без двигателя будут двигаться с умопомрачительной скоростью 72 км/сек.

Как это ни парадоксально, лучший способ спрятаться — это двигаться еще быстрее , на самом деле, при больших долях c . Корабль, движущийся со скоростью 0,9*с*, будет находиться сразу за своим собственным «светом», для большинства целей корабль или объект, движущийся с такой скоростью, практически невозможно «обнаружить», поскольку он переместился бы на значительное расстояние между время, когда он издал сигнал (тепло, отражение от солнца, выхлоп ракеты) и время, когда вы его увидели. Кинетической энергии даже небольшого объекта, разогнанного до такой скорости, хватило бы, чтобы разрушить континенты, если не сделать необитаемыми целые планеты, что довольно пугает: вы буквально не увидите, как это произойдет.

Космические корабли, вероятно, будет очень трудно обнаружить на планетарных расстояниях.

Вот пример того, как Хаббл видит Плутон:

Изображение: Адаптировано из NASA и Universe Today.

Когда Хаббл видит Плутон, он больше ничего не видит. Существуют «обзоры всего неба», такие как Уайз и Планк, которые нанесли на карту все небо, но с таким уровнем детализации, что даже Плутон не будет обнаружен. Конечно, в будущем мы сможем построить более совершенные инструменты, но я сомневаюсь, что у нас будет устройство, способное сделать все обзоры неба за несколько недель и способное обнаруживать даже маленькие планеты в поясе Койпера. Даже если бы мы это сделали, космические корабли намного меньше планет. Корабль размером со здание не будет даже пикселем в разрешении Хаббла.

Атлас полного разрешения Wise All Sky Survey имеет разрешение в пикселях 6 угловых секунд. На расстоянии Земля-Луна это означает, что каждый пиксель имеет 73 км. На расстоянии Земля-Марс это означает, что каждый пиксель имеет около 8560 км. И на сбор данных для составления этого атласа ушло целых 6 месяцев. Даже близко не система раннего предупреждения.

Это проблема как вычислительной мощности, так и оптики приборов обнаружения. Вычислительную мощность еще есть куда увеличивать. Наши компьютеры все еще слишком примитивны по сравнению с вычислительными возможностями человеческого мозга. Но я не знаю, возможно ли улучшить оптическую часть настолько, чтобы это имело большое значение.

Двигатели будут генерировать наиболее заметную энергию, когда корабль замедляет ускорение, но все же может быть слишком слабой, чтобы ее можно было обнаружить.

Космос не так пуст, как думают люди. На заднем плане много пыли, астероидов и комет, звезд и галактик. Пыль ближе к телескопу может быть больше, чем звезда в другой галактике. Для обнаружения корабля необходимо было бы отличить сигнал корабля от этих естественных источников. Это могло бы быть просто, если бы излучение, создаваемое двигателями, сильно отличалось от большинства природных источников энергии и, вероятно, так не будет. Двигатели Fusion будут работать с Fusion (духом), как и любая звезда. Двигатели антиматерии будут генерировать гамма-лучи, как и многие галактики, нейтронные звезды и черные дыры. Космические лучи генерируют ложные сигналы в устройствах обнаружения.

Эсминец-невидимка может иметь толстую броню, чтобы избежать выхода внутреннего излучения, быть черным, чтобы не отражать много света, замедляться по касательной к своей цели, чтобы минимизировать светимость двигателя, направленного на цель, откалибровать двигатель, чтобы генерировать излучение ближе к фоновым звездам. и выравнивается с естественным источником излучения ближе к его сигнатуре.

Возможный сценарий

Допустим межзвездная война. Люди с Проксимы Центавра хотят вторгнуться на Землю, и у обеих цивилизаций есть термоядерные двигатели, но нет варп-двигателей.

Когда флот Проксимы прибудет на Землю, они должны будут ускориться, и излучение их термоядерных двигателей будет направлено на систему Проксима, что сделает ее необнаружимой для нашей Солнечной системы, но в какой-то момент флоту придется замедлиться. Это означает сжигать двигатели в направлении нашей Солнечной системы на несколько дней, может быть, даже на месяц. Их флот появится в виде очень тусклых точек. Свет, который они излучают, вероятно, будет сравним со светом астероида. Что почти невозможно обнаружить, если ожог произойдет за пределами орбиты Плутона.

Чтобы лучше спрятаться, они могут сделать большую часть замедления касательной к нашей Солнечной системе. Таким образом, они могут достичь гораздо большего расстояния между орбитами Марса и Сатурна. Если они достигнут орбиты Плутона, изменят свое направление и сожгут 10G в течение часа, они смогут достичь Земли за 166 дней. При такой скорости им требуется всего один час торможения. Они могут проделывать тот же трюк, что и раньше, замедляя движение по касательной к Земле, чтобы свести к минимуму вероятность обнаружения. Конечно, это азартная игра. Спутник в правильном положении может быстро их обнаружить.

Можно было бы использовать некоторую деформацию пространства-времени, чтобы появиться в одном положении и почти сразу же исчезнуть в другом, неперекрывающемся положении, так что любые люди-операторы и многие компьютерные программы пропустят вас, поскольку вы так быстры.

Это не сработает для технологии с низкой частотой кадров, но передовые технологии можно обмануть таким образом. Если сканер подобен радару с лучом, который медленно меняет направление, чтобы покрыть всю область, то вы можете переместиться, как только обнаружите сканирующий луч (при условии, что плотность вашего датчика достаточно высока), так что вы будете выглядеть как точка на экране, вводящая в заблуждение большинство световых сканеров (которые также улавливают звезды).

Если вы хотите избежать какого-либо гравитационно-пространственно-временного сканера, вам может понадобиться генератор пространственно-временного поля, который нейтрализует все эффекты от корабля и всего, что находится внутри него.

Вы также можете каким-то образом исказить свет вокруг своего корабля, как это пытаются сделать военные ученые, чтобы казалось, что там, где вы находитесь, ничего нет, но тогда вы также не сможете видеть снаружи.

Существует также возможность создания космического «кармана» или перемещения через четвертое пространственное измерение, при этом замаскированный прицел (выглядящий как обломки, мертвое тело и т. д.) является единственной частью корабля, торчащей в обычном пространстве, чтобы вы могли видеть.

Однако вы не могли двигаться, когда кто-то другой находился в зоне действия сенсора, потому что движущиеся таким образом объекты не кажутся реальными. Односторонние зеркала или видеоэкраны, покрывающие весь корабль, будут работать, но вы все равно будете видны более наблюдательным людям.

Гипотеза: если предположить, что сторона корабля, которую вы хотите скрыть, похожа на истребитель (максимум 20 м в длину, в то время как линкор будет не менее 400 м), вы можете использовать современные методы ведения войны, чтобы скрыть истребители. Я также полагаю, что техника сканирования не сильно развивается (ИК-сканирование и радар). Я использую методы только для того, чтобы скрыть, а не полностью исчезнуть. Расстояние взаимодействия также должно быть большим, чтобы избежать визуального обнаружения.

Как истребитель: у современных истребителей есть несколько способов избежать обнаружения. Я вижу два основных пути: полет на малой высоте, чтобы оказаться в мертвом углу радара, и полет в непосредственной близости от более крупного гражданского самолета, два самолета, если достаточно близко, имеют только одну радиолокационную сигнатуру. Таким образом, ваш корабль может спрятаться за большим звездным объектом, если он знает направление сканирования, чтобы оказаться в мертвом углу вражеского радара. Он также может спрятаться за большим гражданским транспортом или грузовым кораблем (и даже приземлиться на него, если космический груз такой же большой, как сегодня морской).

Как корабль: вы когда-нибудь слышали о шпионском траулере ? Вы фактически маскируете свой военный корабль под гражданский и надеетесь, что никто не узнает правду. Грузовому кораблю Кригсмарине удалось даже потопить австралийский крейсер.

Как и самолет, и корабль: в отчаянном случае, когда вас заметят, у вас есть последний способ предотвратить смертельный удар: сигнальные ракеты . Это небольшое устройство, которое вы бросаете, чтобы создать тепловую и/или радиолокационную сигнатуру, похожую на вашу. Он не скроет вас, но сбьет с толку систему наведения противника, выиграв время для побега.

Это интересный вопрос, и ответ всегда будет зависеть от сценария. В большинстве случаев использование активного зондирования (например, радара, предложенного вами луча и т. д.) по существу оказывается излишним, потому что пассивного зондирования обычно достаточно, чтобы взорвать почти любое укрытие... почти.

Один из самых простых способов спрятаться — спрятаться за массивным объектом, масса которого как минимум в 4-5 раз больше массы вашего космического корабля, например планеты. В игре в прятки в космосе, находясь за планетой или звездой! – распространенный способ остаться незамеченным. Однако пребывание за таким объектом означает, что ваша мобильность ограничена вашим носителем (и вашим врагом). Вам также нужно знать, где всегда находится ваш противник, что также может раскрыть вас.

Если вы достаточно высокотехнологичны, ваш корабль может быть самим планетоидом. Однако в сценариях масштаба Солнечной системы значительные необнаруживаемые движения могут занять миллионы лет. С другой стороны, немного спланировав и отрегулировав, например, альбедо или распределение массы, вы можете попытаться уничтожить планеты совершенно незаметно.

Если вам нужен активный стелс для стандартного космического корабля, то, я полагаю, вы можете спроектировать поверхность, которая выглядит как фоновое излучение в одном направлении, в то время как излучает тепло в другом направлении, делая вас невидимым в определенном направлении. Очевидно, что это не сработает на близком расстоянии против высокотехнологичного противника, где у него, скорее всего, будут возможности обнаружения со всех сторон.

Конечно, все вышеперечисленные сценарии предполагают, что вы не излучаете чрезмерное количество поддающихся обнаружению частиц, таких как нейтрино, что было бы бесполезной раздачей даже за планетой.

В межзвездном бою есть только один гарантированный способ оставаться скрытным. Это быть быстрым. Если вы можете достаточно быстро разогнаться до скорости, очень близкой к скорости света относительно вашей цели, вы можете застать ее врасплох. Обратная сторона: по сути, это бомбардировка. Я полагаю, вы могли бы использовать подход поколений, например, оседлав астероид, но скрыть тепловые сигнатуры все еще сложно.