«лежачие полицейские» как смертельная ловушка в бою космических кораблей

Выход в левом поле ответа номер два.

До сих пор большинство ответов рассматривали то, с чем «сталкивался» корабль.

Вместо этого липкое решение . Как насчет магнитов?

Каждый корабль создает вокруг себя электромагнитное поле. Это электромагнитное поле движется с чрезвычайно высокой скоростью. Итак, накормите этот район огромным количеством шарикоподшипников. При прохождении корабля с сильным электромагнитным полем в этих шарикоподшипниках будут индуцироваться вихревые токи. Эти вихревые токи пропорциональны скорости движения индуктора в поле, т.е. очень сильны на космических скоростях.

Эти вихревые токи будут генерировать очень сильное магнитное поле вокруг стальных шариков, которые, в свою очередь, будут притягиваться к корпусу корабля или даже ЭМ-полю вокруг самого корабля. ( Закон Ленца - индуцированное магнитное поле будет противодействовать полю, его породившему). Кораблю не нужно УДАРЯТЬ шарикоподшипники, они будут притягиваться к кораблю (ускорятся сами по себе), и вся эта энергия будет вычтена из движущей силы корабля. Как электрические тормоза на электромобиле — двигатель превращается в генератор, а питание возвращается к аккумулятору).

В космическом корабле-мишени произойдет внезапный толчок замедления по трем причинам. Во-первых, корабль на самом деле попал в заблудший шарикоподшипник, но я уверен, что абляционный щит выдержит это. Во-вторых, масса шарикоподшипников, прикрепляемых к кораблю магнитным и, вероятно, неразрушающим образом, увеличивает его массу и, таким образом, снижает скорость. Но в-третьих, индуцированное поле обратной ЭДС противодействует движению, которое его создало. Эта сила, учитывая вовлеченные скорости, была бы самой большой силой и не зависела бы от массы шарикоподшипников.

Конечно, корабль-мишень мог бы избежать этого, отключив все источники электромагнитного излучения, но это потенциально отключило бы всю навигацию и датчики. Кроме того, я подозреваю, что даже корабль, путешествующий через фоновое излучение, будет создавать вокруг себя некоторое наведенное электромагнитное поле. Однако в качестве альтернативы шарикоподшипники могли бы быть несколько разумными. При обнаружении приближающегося корабля они генерировали собственное электромагнитное поле. Их будет тянуть не только друг к другу, но и к приближающемуся кораблю. Эффект будет подобен заключению приближающегося корабля в магнитную рыболовную сеть.

Помимо защитного движения корабля, затаившегося в засаде, это могло бы стать эффективной мерой ограничения скорости вокруг космической станции. Только транспортные средства, приближающиеся с очень низкой скоростью относительно станции, не будут «тормозиться» системой — настоящий «лежачий полицейский», цель которого — замедлить водителя.

Изменить пример

Вот пример того, как электрические индукционные тормоза используются для остановки, например, поездов и американских горок.

Вихретоковый тормоз, также известный как индукционный тормоз, электрический тормоз или электрический замедлитель, представляет собой устройство, используемое для замедления или остановки движущегося объекта путем рассеивания его кинетической энергии в виде тепла. В отличие от фрикционных тормозов, где сила сопротивления, останавливающая движущийся объект, обеспечивается трением между двумя прижатыми друг к другу поверхностями, сила сопротивления в вихретоковом тормозе представляет собой электромагнитную силу между магнитом и соседним проводящим объектом, находящимся в относительном движении, из-за вихревых колебаний. токи, индуцируемые в проводнике за счет электромагнитной индукции.

РЕДАКТИРОВАТЬ Пища для размышлений о «липкости»

Вода, а точнее большинство жидкостей, не может существовать в космосе. При почти нулевом (атмосферном? неатмосферном?) окружающем давлении молекулы почти любой жидкости в космосе практически мгновенно испарятся. Но он выкипает не в отдельных молекулах, а в «комках» молекул. Когда сгустки или частицы становятся очень маленькими, они теперь «замерзают» (превращаются в твердое тело) — они потеряли столько энергии при разрыве молекулярных связей при «обратном кипении» (кипение не потому, что добавляется внешняя дополнительная энергия, но кипящие, потому что давление понижается так, что существующая энергия вызывает кипение), так что теперь они затвердевают в очень тонкий туман кристаллов .

Однако в этом случае пригодилось бы свойство жидкости - жидкости деформируемы (смочены) и могут оборачиваться вокруг предмета при ударе. Это «липкое» свойство жидкостей. Они «переливают» объект, покрывая его, не обязательно «воздействуя» на объект с высокой скоростью (первый контакт будет ударом, но когда оставшаяся жидкость окружает объект, катастрофического удара не будет). Тем не менее, для этого требуется энергия — энергия, которая берется из скорости объекта.

Так как же заменить молекулярную связь жидкости другой связью «флюидного типа», но не молекулярной? Да, конечно, электромагнетизм. Без тока нет магнитного притяжения. Все шарикоподшипники остаются «покоящими» друг относительно друга в несвязанном облаке. (Конечно, в конце концов гравитация склеит их вместе.) Но как только в шарикоподшипниках индуцируются вихревые токи, вихревые токи создают магнитное поле, и теперь частицы притягиваются друг к другу. Одно будет следовать за другим в плавном движении. Даже если они соединятся, они все равно будут действовать как «жидкость» из-за своей округлости. Они могут перемещаться друг над другом. Таким образом, они могут окружить другой объект, не оказывая на него сильного воздействия.

Но вот в чем дело. Индукция тока в этих шарикоподшипниках требует энергии. Чем сильнее индуцированный ток, тем больше энергии «затрачивается». Эта энергия исходит от поступательного импульса вызывающего объекта. Но чем быстрее шарикоподшипники движутся в поле, тем сильнее вихревые токи. Вот хороший учебник по наведенным вихревым токам и преобразованию энергии. Как я уже говорил, они настолько сильны, что вихревые токи, возникающие в колесах поезда, могут остановить поезд.

Чтобы пояснить, почему я думаю, что вокруг космического корабля должно быть электромагнитное поле, они были предложены в качестве «щита» для защиты корабля от космического излучения и тому подобного. Возможно, в будущем электромагнитные поля станут стандартной платой за проезд для космических кораблей.

TL:DR

Чтобы уточнить, идея использования индуцированных электромагнитных полей в шарикоподшипниках состоит не в том, чтобы использовать энергию удара «стационарного» шарикоподшипника по движущемуся космическому кораблю, чтобы разрушительно вызвать потерю импульса корабля, а в том, чтобы использовать импульс космический корабль, чтобы индуцировать магнитное поле в неподвижном шарикоподшипнике, заставляя шарикоподшипник безударно разгоняться до скорости космического корабля . Именно это ускорение шарикоподшипников частично создает сопротивление корабля, что приводит к его замедлению, а не к какому-либо разрушительному прямому удару.

Еще одним фактором потери поступательного движения корабля является потеря энергии, поскольку она преобразуется в тепло в шарикоподшипниках из-за индуцированного тока (короткого замыкания). Чем больше индуцированный ток течет в шарикоподшипниках, тем больше выделяется тепла, тем больше энергии отбирается от поступательного движения корабля.

Наведенные вихревые токи в шарикоподшипниках создаются, в первую очередь, поступательным движением ЭМ поля вокруг корабля относительно неподвижных шарикоподшипников.

Мне нравится сцена из фильма «Охота за красным октябрем».

Можно ли запустить МБР горизонтально?

Конечно! Зачем тебе это?

Отсюда мы узнаем , что это не просто замедление, а время, в течение которого тело подвергается замедлению. Итак, нам нужно либо сильное ускорение в течение короткого периода времени, либо небольшое ускорение в течение длительного периода времени. Итак, если предположить некоторые средние значения и немного предположить, нам нужно либо 5G в течение 60 секунд, либо 50G в течение одной секунды.

Справочный сценарий:

• Твой корабль и мой корабль несокрушимы.

• Согласно Википедии, полностью загруженный авианосец класса «Нимиц» имеет массу примерно 91,8 млн кг. Когда вы действительно думаете о том, что потребуется для перемещения корабля и груза/оружия в космосе, я думаю, что это отличная отправная точка. Итак, масса обоих кораблей (для удобства вычислений) равна 10 ⁸ кг.

• Мы субсвет. Предположим, 0,1c или около 30 000 000 м/с. Целевой корабль скользит с этой скоростью. Итак, кинетическая энергия =$\frac{1}{2}mV^2$или$45e^{21}$джоули.

• Мой корабль уже нос к носу с вашим кораблем. И я включаю свои двигатели, чтобы разогнаться до 5G в течение 60 секунд. Все мертвы, но давайте на мгновение проигнорируем это.

Так что я только что приложил 16 миллиардов ньютонов силы в течение 60 секунд для 960 гигаватт мощности. Вам нужно создать столько силы в трении , я полагаю, с каким-то веществом (например, с песком), которое вы носите с собой. Вот ваши проблемы:

1. Мы начали с противодействующей массы, равной встречной массе. Если вы собираетесь использовать одноразовую массу (т. е. вы хотите пережить столкновение), то вам нужно либо взять с собой столько массы (это ваш 108-килограммовый корабль, тянущий за собой 108-килограммового слизняка ⁾ , либо ^вы нужно двигаться в противоположном направлении со скоростью выше, чем у вашего противника (насколько выше зависит от того, сколько массы вы можете тащить с собой). Поскольку кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, если вы можете двигаться против своего противника с той же начальной скоростью (в сумме 2X дельта-V), то вы можете тянуть 25% массы. Но это означает, что вы двигаетесь со скоростью 0,2с (в моем примере).

2. Помните наше условие, что корабли неуничтожимы? Автор Ларри Нивен обошел в своих рассказах некоторые неприятные реалии, заявив, что корпуса General Products неразрушимы («искусственно созданная гигантская молекула с искусственно укрепленными межатомными связями», заставляющая корпус сопротивляться «любому удару и теплу»). в сотни тысяч градусов». CF Flatlander ). Если вас это устраивает, меня тоже, но если ваши корабли разрушаемы, то замедление 5G на 60 секунд будет разрушительным. Помните, что задняя часть корабля хочет замедляться медленнее, чем передняя часть. Вот почему автомобили, которые врезаются в стены, выглядят как раздавленные пивные банки.

3. Трение вызывает, среди прочего, нагрев. Часть кинетической энергии, потерянной при торможении, пойдет на отталкивание массы, стоящей у вас на пути. Но часть его будет преобразована в тепло. Много тепла.

Теперь, чтобы быть справедливым, истребители, способные к разворотам 9G, не перегорают, как старая лампочка-вспышка, но они также не выдерживают 9G в течение 60 секунд. Тем не менее, можно надеяться, что проблемы №2 и №3 были частью процесса проектирования корабля.

Кстати, нет большой разницы при использовании второй скорости замедления (50G за 1 секунду). Это примерно такая же сила. Самая большая разница заключается в том, насколько вам нужно разложить массу (по пути 1,8 млн км или 30 000 км).

Итак, реальная проблема - проблема № 1

Можно ли за счет трения замедлить корабль так, чтобы погибла только команда? Да. Это практично? Нет.

• Вам нужно буксировать либо массу, равную массе целевого корабля, либо двигаться значительно быстрее целевого корабля. Это компромисс.

• При лоу-А вы вынуждены зависеть от времени реакции оппонента. В моем примере 60 секунд — это много, и ваш противник может «подтянуться» и покинуть поле обломков. Если вы приносите достаточно мусора, чтобы этого не произошло, вы существенно увеличиваете количество перевозимой массы.

• При высоком уровне вы вынуждены полагаться на действительно точное время, чтобы сбросить нагрузку. Вы получаете один выстрел, затем вы месяц крутитесь (и должны пойти забрать еще одну партию песка).

Еще кое-что...

Прежде чем мы уйдем, обратите внимание, что есть два способа взглянуть на это. Одним из них является пиратская засада, когда они случайно видят целевой корабль и действуют, чтобы добраться до него. Это маловероятно, учитывая размеры пространства и скорости. Другой — это запланированная атака, когда вы знаете путь вашего врага до атаки и можете поставить ловушку.

Почему я упоминаю об этом? Потому что идея с трением — это одноразовое решение. У тебя есть один шанс. Тогда у вас закончился абразивный материал (или вы тащите так много, что вы становитесь большим, медленным китом, которого легко разогнать или очень легко обстрелять ракетами). Также возникает вопрос, насколько далеко впереди (во времени) вы можете обнаружить приближающееся судно? Много некрасивого в этой ситуации.

Но как спланированная атака, когда путь цели известен... тогда у вас есть время разложить абразив - и чем длиннее поле, тем лучше, так как его будет труднее (меньше масса на кубический метр) обнаружить ( теоретически здесь можно привести некоторые аргументы). Это решение типа «Титаник» сталкивается с айсбергом. И в данном случае, я думаю, это крутая история/мировая идея.

Бросание чего-либо на их пути создало бы больше проблем из-за того, что они наткнулись на что-то на таких высоких скоростях, чем из-за замедления, хотя само замедление.

Использование воды как такой опасности использовалось в качестве сюжетного приема такими писателями, как Ларри Нивен и Дэвид Брин. (Из-за его кажущейся безвредности и легкости транспортировки в плотном виде и выдавливания при необходимости.)

Чтобы на самом деле получить только урон от замедления, вам нужно отодвинуть опасность достаточно далеко, чтобы они могли ее обнаружить, но только настолько далеко, чтобы их возможности избежать ее ограничивались резким замедлением.

TL;DR Вам нужно полностью остановить корабль со скоростью 17 км/с за 0,035 чуть менее 35 секунд, чтобы убить команду.

Большинство космических кораблей на самом деле довольно хрупкие, и наткнуться на что-то может быть очень плохо. Поиск в гугле показывает, что минимальная толщина ISS , что, возможно, не самый лучший ответ, составляет 4,8 мм. Даже если бы у вас была эта технология замедления, вероятно, было бы намного проще проткнуть ее иглой и дать воздуху выйти, убив всю команду внутри и оставив груз немного холодным, но в основном в порядке.

В любом случае, сильное замедление МОЖЕТ сработать, но это должно быть довольно быстрое замедление. Если ваш целевой корабль движется слишком быстро, он может быть уничтожен, и тогда ваш лежачий полицейский бесполезен, потому что вы не можете захватить груз. Вы говорите, что хотите, чтобы он вывел из строя вражеский экипаж, что я истолковываю как «мертвый, без сознания или непригодный к бою», но это только я. Одна вещь, с которой вы можете столкнуться, заключается в том, что вам нужно остановить их очень быстро. Автокатастрофы и дрэг-рейсинги сопровождаются сильным замедлением, и большую часть времени люди живы, и в основном в дрэг-рейсингах люди относительно быстро встают на ноги. Но это ПРОСТРАНСТВО, гравитации нет, так что даже если у них сломаны ноги, они могут схватиться за винтовку и держаться за стену. Чтобы иметь эффективный знак остановки, вам нужно, чтобы они были выбиты или мертвы,

Но допустим, что корабли не ломаются, тогда нам нужно быстро его остановить. Если мы предположим, что ваш корабль движется с той же скоростью, что и "Вояджер", то он будет двигаться со скоростью 17 км/с или чуть более 38 000 миль в час. Это намного быстрее, чем может когда-либо двигаться автомобиль, поэтому вы не можете точно определить момент, когда вы теряете сознание или умираете. Наибольшее количество g, которое кто-либо брал раньше, составляет около 42 g, но ваша команда, вероятно, обучена этому, поэтому мы можем округлить до 50 g. Итак, давайте посмотрим, как быстро мы должны остановиться, чтобы добраться до 50gs!

Итак, давайте работать в обратном направлении от 50gs. Я буду использовать метрическую систему, поэтому мы умножаем на 9,8 м/с, чтобы получить 490 м/с в качестве замедления, которое нам нужно получить. Теперь нам нужна начальная скорость, конечная скорость и время, необходимое для замедления. Как было сказано ранее, я буду использовать 17 км/с для начальной скорости, а для конечной скорости я буду использовать 0 км/с, поэтому мы доведем его до полной остановки. Время — это переменная, которую мы будем изменять, пока не получим желаемый результат. После того, как я сделал некоторые расчеты, время оказалось около 0,035 чуть менее 35 секунд, чтобы получить замедление 490 м/с. Как вы остановите это, зависит от вас, это то, сколько времени вам нужно, чтобы остановить это, если вы хотите, чтобы команда была выведена из строя.

Я знаю, что это своего рода половинчатый ответ, но я ничего не знаю о том, КАК это будет остановлено, и я просто погуглил большую часть этого материала здесь. Вероятно, вам следует проверить это самостоятельно на случай, если я сделал что-то не так, но я почти уверен, что это правильно.

Я хочу отметить — потому что никто другой об этом не упоминал — что обычный «лежачий полицейский» вообще не замедляет машину. Лежачий полицейский вызывает крайне неприятное вертикальное движение: ортогональное направлению движения, но пропорциональное скорости движения. Автомобили замедляются, потому что водители хотят избежать этого толчка, а не потому, что лежачий полицейский как-то замедляет сам автомобиль. При желании можно проехать лежачий полицейский на скорости 60 миль в час, и это не замедлит машину; это просто заставит машину взбрыкивать, как мустанг, и даст пассажирам почувствовать вкус свободного падения на секунду или две, прежде чем передняя часть рухнет.

Имея это в виду, возможно, было бы разумнее рассмотреть точный ортогональный толчок — своего рода космический маневр PIT — предназначенный либо для того, чтобы отправить корабль в штопор (толчок, направленный в голову или хвост), либо сильно встряхнуть его вбок (толчок, направленный центр массы). Это можно было бы сделать с помощью струй воды или газа, возможно, с помощью магнитного поля, но смысл был бы в том, чтобы заставить пилота снизить скорость, как только он осознает «удар», чтобы сохранить контроль над кораблем. Я уверен, что кто-то еще может решить математику; Мне сегодня не до этого.

Да, облако скорости из песка

Отказ от ответственности: отвечая на мой собственный вопрос для справочных целей, но принятый ответ дал лучшую настройку . Этот ответ основан на том, что у космического корабля достаточно прочности корпуса, чтобы выдержать попадание песчинок.

Если мы предположим, что песок не будет распылять корпус (например, гарантируя, что они находятся в облаке, а не в уплотненном блоке), у нас все еще остается вопрос, можно ли фактическое замедление сделать с разумным количеством песка. Из некоторых ресурсов и вдохновения из других ответов мы можем сделать некоторые расчеты:

Предположим, что это очень обычный космический шаттл, движущийся со скоростью около 15 000 м/с (1/20 000 скорости света) и весом 120 000 кг.

Он попадает в 4000-килограммовый блок материала с такой же плотностью, как вода, скажем, в песок, плотность которого на 40% выше, чем в облако. Песок очень легко хранить, он помещается в сжатый куб 1,4x1,4x1,4 м, когда он не используется.

Мы бросаем это в калькулятор сохранения импульса :

Важным моментом, на который следует обратить внимание, является дельта-v для космического корабля, находящегося на скорости 500 м/с. Из ресурса, предоставленного @JBH, 50 граммов в секунду или 4-6 граммов более чем за несколько секунд достаточно, чтобы убить большинство людей. Для справки, автомобильные аварии занимают доли миллисекунды для изменения дельта-скорости для объектов одинакового веса, но даже если мы предположим, что это занимает намного больше времени, равного 5 секундам, мы получим 10 g замедления за 5 секунд или 50 g за 5 секунд. целую секунду, достаточно, чтобы убить практически любого человека. (Спасибо @NuclearWang за указание на предыдущую ошибку в вычислении G).

По сути, облака шириной и высотой космического корабля (6 м), растянутого на расстояние от 0 до 1–5 секунд пути или меньше (~ 0–15 км–75 км), должно быть достаточно, чтобы вывести экипаж из строя.

Если взять массивный корабль, поддерживающий скорость 15 000 м/с, то потребуется не более 3400 кубометров материала, хранящегося в кубе 14x14x14 метров. Можно видеть, что количество необходимого песка масштабируется линейно из-за того, что передача импульса является рассматриваемым фактором в delta-v.

Таким образом, столкновения с облаком, состоящим всего из нескольких кубометров песка, достаточно, чтобы убить членов экипажа большинства космических кораблей одним лишь торможением.

Это означает, что, используя облако песка или «облако скорости», мы можем избежать уничтожения космического корабля, пока песок не слипся в большие комки. При использовании облака торможение будет происходить по всей передней поверхности заходящего космического корабля. Это нанесет меньший ущерб самому кораблю, но все же будет достаточно, чтобы смертельно ранить экипаж одной тормозящей силой.

В этом ответе я собираюсь уйти от темы.

Мне кажется, что вы ищете некую форму « трения в пространстве ». То есть что-то, что замедлит корабль, не задев его. Как лодка, плывущая по воде, где вода меняет плотность (скажем, из-за водорослей), или машина, меняющая дорогу с дороги на песок. Не лежачий полицейский (что потребовало бы внезапного сильного и очень локального изменения силы тяжести), а песчаная ловушка.

Но в пространстве нет трения.

За исключением того, что это так.

Поле Хиггса настолько ново, что еще не проникло в научную фантастику. Мы просто недостаточно знаем об этом, поэтому он не используется и даже не обсуждается. Мы используем любое другое поле (например, ЭМ, гравитацию), но не поле Хиггса. Это поле было описано как липкое поле, которое придает всему инерцию и присутствует повсюду во всей Вселенной. Она также кажется одинаковой по «плотности» во всей Вселенной. Из-за него трудно начать движение, трудно остановиться, но когда он движется с постоянной скоростью, он не оказывает сопротивления. Поскольку по сути не существует такой вещи, как что-то, что «абсолютно не имеет скорости», поле Хиггса фактически влияет на все, с точки зрения инерции, за исключением того, что оно проявляет свое влияние только на изменение скорости.

Так вот в чем дело. Что произойдет, если изменится плотность либо поля Хиггса, либо количества бозонов Хиггса? Это было бы похоже на попытку ускорить или замедлить объект. На самом деле, я утверждаю, что это вызвало бы ускорение или замедление, если бы инерция изменилась. Если каким-то образом будет разработано оружие, способное изменить поле Хиггса, например, создав блокировку огромного количества бозонов Хиггса, то все, что войдет в эту измененную область, испытает резкое изменение «инерционного сопротивления». Это было бы похоже на переключение автомобиля с движения по дороге на движение по песку. Космический корабль испытал бы внезапное замедление, фактически ни во что не врезавшись. Пока корабль мог выдерживать изменение инерции за счет инерционного демпфирования, он оставался относительно невредимым. Однако, если силы g, создаваемые торможением, достаточно велики,

Это не точная наука, но, безусловно, спекулятивная наука в сфере того, что известно о поле Хиггса, с небольшим маханием руками.

Я думаю, вы слишком много думаете об этом.

Возьмем более простое оружие: космическую «мину» — это ракета, которая не пытается лететь за целью, а просто пытается встать на пути. (Вспомните вратаря в футболе.) Они рассредоточены в космосе, если они чувствуют (или им говорят) вражеский корабль, который собирается пройти достаточно близко, они выходят вперед и остаются там, если он попытается маневрировать.

Все замедление будет произведено одновременно, что нанесет максимальный ущерб задействованной массе. Ничто не тратится впустую, находясь слишком далеко в стороне — любая мина, которая находится слишком далеко в стороне, остается функциональной миной и может атаковать другой корабль или быть поднятой и перемещенной позже. Он также пробьет гораздо больше брони, чем любая из легких вещей, о которых вы думаете.

Предполагая, что ваш корабль (120 000 кг при 15 000 м / с), 100-килограммовая мина диаметром полметра, я получаю пиковое замедление 45 GN - за крошечную долю секунды вы смотрите на 38 239 g. Если вы находитесь в корпусе General Products, вы очень, очень мертвы, с чем-то более вменяемым корабль будет изгибаться, как если бы вы упали с 8 метров на Землю. Не точное убийство, но команда определенно не работает в этот момент. У вас также есть стрела, равная 2,5 т тротила (но гораздо более разрушительная, поскольку энергия полностью направлена ​​внутрь).

Это будет гораздо более эффективное оружие, чем любая мелкая рассредоточенная материя. Кроме того, рассеянная материя эквивалентна торпедам Второй мировой войны, побежденным зигзагами.

Вызов редактирования кадра:

В комментариях, перенесенных в чат, ОП настаивает на том, что «стационарный» объект — это ответ на то, чтобы нанести вред экипажу, но сохранить корабль в целости. В вопросе утверждается, что астрономически не невозможно, чтобы какой-то корабль попал в эту ловушку, не будучи при этом совершенно огромным по размеру. Также предполагается, что попадание со скоростью 15км/с не уничтожит корабль полностью.

Космос настолько велик, что 2 корабля, находящихся в одной и той же солнечной системе и замечающих друг друга, довольно низки по шкале вероятности, если только это не известная обитаемая система. Наличие «песочной ловушки» из любого материала или частиц любого размера должно быть очень большим. Он был бы настолько большим, что было бы экономически невыгодно его реализовывать. И если бы это было сделано в обитаемой системе, любые власти, оказавшиеся поблизости, попытались бы либо предупредить корабли, чтобы они не приближались к ней, либо попытались очистить ее.

Что касается сил, возникающих при ударе со скоростью 15 000 м/с, удар 1 тонны материала, даже в гранулах весом 3 г, будет иметь силу удара 10^11 Джоулей. Это полностью разорвало бы почти все. Килотонна тротила составляет 4,184 × 10 ^ 12 Дж, но большая ее часть рассеивается вдали от цели. Подумайте о том, что это кумулятивный заряд, где только 10% приходится на корпус корабля. Это огромное количество силы для корабля, с которым он может справиться. И 1 тонна материала — это крошечная часть материала, необходимого для изготовления такой ловушки.

И поскольку он такой большой и имеет такую ​​большую массу, любой разумный корабль будет иметь датчики, чтобы уведомить экипаж, чтобы он избегал этой части космоса.

К сожалению, эта идея «стационарного лежачего полицейского» просто не выдерживает критики. Слишком много причин, по которым это не сработает, и это даже не касается небесной механики или гравитационных эффектов близлежащих планет или других тел. Он также игнорирует гравитационные эффекты самого себя, если предполагается, что это распределенная масса мелких частиц. А такая жидкость, как вода, либо замерзнет, ​​либо сублимируется, так что это изменит то, как она воздействует на корабль, но не ее способность обнаруживаться корабельными датчиками.

ОП должен пересмотреть структуру вопроса, чтобы она была более осуществимой с точки зрения реальной физики и астрономических законов.

Завершить редактирование.

То, о чем вы и большинство других ответов думаете, относится к разряду глубинных бомб. Это штуки, которые попадают в цель и либо наносят прямой урон, либо пытаются замедлить судно. С этим есть пара проблем.

Во-первых, взрывное устройство должно находиться достаточно близко, чтобы нанести ущерб при детонации, поскольку выбрасываются только осколки и некоторые газы, которые довольно быстро рассеиваются в вакууме и не распространяют взрывную волну. И даже при большом количестве шрапнели и сильном взрыве должен быть значительный процент силы корабля-мишени, чтобы оказать какое-либо реальное влияние на его замедление. Даже у ядерной бомбы может не хватить мощности, чтобы замедлить его, если только вы не хотите разорвать корабль на части.

Вторая проблема – разница в скорости судна и спущенного на него материала. Чтобы оказать большое влияние на преследующее судно, вы должны выбросить массу на высокой скорости, иначе она будет просто парить между вами и ними в относительном отсутствии движения. Нет ветра, чтобы замедлить его для вас, так что вы должны сделать это самостоятельно. И это может включать взрывчатку, которая может повредить ваше собственное судно. Просто позволить декомпрессии произойти, вероятно, будет недостаточно, и она, вероятно, не сохранит достаточно концентрации, чтобы что-то значить. А когда у вас заканчиваются материалы, взрывчатка или воздух, у вас не остается никакой защиты.

Часть 2 второй проблемы заключается в том, что если вы запускаете материал в следующее судно, вы также бросаете вперед себя с той же силой. Поскольку вы пытаетесь заставить своего преследователя резко замедлиться, вы также резко ускоряетесь. Конечно, масса каждого корабля зависит от того, как часто каждый из них происходит, но большому судну, вероятно, нечего опасаться меньшего корабля в межзвездных расстояниях.

Часть 3 второй проблемы заключается в том, что следующее судно вряд ли будет следовать прямо за ним, поэтому сила удара этой массы должна быть намного выше, иначе они только отклонятся от курса, а не чем замедлить их. Кроме того, они смогут увернуться от массы, если только масса не будет рассредоточена, а это значит, что потребуется еще больше массы, чтобы замедлить преследующее судно. Это быстро становится массовым. И поскольку преследователь не находится позади вас, вам все равно понадобится компьютер для расчета траекторий, чтобы каждое попадание хотя бы попыталось засчитать.

Помимо всего этого, уравнение для кинетической энергии взвешено так, чтобы скорость имела большее значение, чем масса. KE = 1/2 mv^2 Это означает, что если вы удваиваете свою массу, вы удваиваете свою силу, но если вы удваиваете свою скорость, вы учетверяете свою силу.

https://www.calculatorsoup.com/calculators/physics/kinetic.php

Давайте займемся математикой. Вот несколько простых примеров:
M = 1, V = 1; F = 0,5
M = 2, V = 1; F = 1,
M = 1, V = 2; F = 2,
M = 2, V = 2; F = 4,
M = 4, V = 2; F = 8
M = 4, V = 4; F = 32
M = 10, V = 10; Ф = 500
М = ​​20, В = 10; F = 1000
М = ​​10, V = 20; Ф = 2000
М = ​​20, В = 20; Ф = 4000

Я показал это без единиц измерения, поскольку в данный момент это не имеет особого значения. Пока вы используете одни и те же единицы измерения, различия остаются прежними. (Если вы просто не можете пройти через все «безразмерное» сравнение, масса — кг, скорость — м/с, а КЭ — джоули.)

Итак, что это значит? Используйте высокоскоростные снаряды с малой массой, чтобы попытаться замедлить противника. Иногда их называют снарядами рельсотрона, но обычно они наносят больше урона напрямую, чем замедляют кого-то. Кроме того, вам все еще приходится иметь дело с проблемой 2.2, которая представляет собой третий закон движения Ньютона.

https://en.wikipedia.org/wiki/Ньютон%27s_laws_of_motion