Почему в бою экипажи космических кораблей подвержены толчкам и дрожи?

Это рассматривается в Техническом руководстве TNG . На «Энтерпрайзе» есть искусственная гравитация (1 г), которая тянет жителей вниз. Когда корабль испытывает внезапное неожиданное движение, корабль может компенсировать это, чтобы предотвратить фатальное столкновение экипажа со стенами, но в системе есть достаточное отставание, которое все еще допускает неприятные боковые движения.

Поскольку ожидаются эффекты ускорения, это поле [Структурной целостности] искажается вдоль вектора, диаметрально противоположного изменению скорости. Таким образом, IDF [инерционное демпфирующее поле] поглощает инерционный потенциал, который в противном случае воздействовал бы на экипаж. Существует характерное время задержки для смещения направления и интенсивности IDF. Это отставание зависит от задействованного чистого ускорения, но в среднем составляет 295 миллисекунд для обычных импульсных маневров.

Поскольку управление IDF обычно осуществляется на основе данных полетного контроллера, можно ожидать нормальные корректировки курса, поэтому экипаж редко ощущает какое-либо заметное ускорение. Исключения из этого иногда возникают, когда мощность для операций IDF ограничена или когда внезапные маневры или другие внешние ускорения происходят быстрее, чем система может реагировать.

Какие бы средства создания искусственной гравитации у вас ни были, они не могут быстро реагировать на изменение ускорения. Если бы он мог реагировать быстро, он, вероятно, мог бы начать колебаться (гравитация быстро увеличивалась и уменьшалась) в ответ на незначительные изменения в ускорении. Взрывы и столкновения — это внезапные вещи, которые происходят быстрее, чем вы хотите, чтобы ваша искусственная гравитация могла реагировать на них.

Для нормальной работы (ускорение от полной остановки до 0,5с за несколько секунд) системы вашего корабля могут координировать свои действия с искусственной гравитацией, чтобы вы не попали в кетчуп из-за ускорения. Но это не спонтанная реакция на внешнее событие. Это спланированная и скоординированная работа систем вашего корабля. Таким образом, ограничение на скорость реакции не действует.

Этим же объясняется и реакция экипажа при экстремальных маневрах. Искусственная гравитация должна модулироваться, чтобы нейтрализовать ускорение в различных направлениях, вызванное маневрированием. Если координация не идеальна, экипаж будет сбит с толку несовершенствами.

«Идеально» будет означать компенсацию ускорения в тысячи G до крошечной доли 1G. Таким образом, вам нужно идеальное совпадение между ускорением и искусственной гравитацией лучше, чем 1/10000.

Судя по эффектам, наблюдаемым в фильмах и телешоу, компенсация составляет около 1 или 2 G. Лучше, чем быть растертым, но все же достаточно, чтобы вышвырнуть любого, кто этого не ожидает.

ИМХО есть разница между искусственной гравитацией и полем инерционного демпфирования (IDF), которое уменьшает эффекты ускорения, торможения и тряски корабля.

Предположим, что вы стоите на земле на Земле с ускорением силы тяжести, обусловленным силой земного притяжения, и вас ударил ветер со скоростью в тысячу миль в час. Сила ветра сдула бы вас с такой скоростью, что удары о землю время от времени были бы действительно болезненными, несмотря на то, что ускорение силы тяжести от земного притяжения все еще работало.

И предположим, что вы стоите на поверхности Земли под действием одного гравитационного ускорения, обусловленного земным притяжением, и в вас врезается большое транспортное средство, движущееся со скоростью 200 миль в час. Вас бы отправили в полет, внезапно разогнав транспортное средство, и, вероятно, с ускорением в несколько земных гравитаций, несмотря на то, что ускорение в одну гравитацию от земного притяжения еще работало.

И предположим, что вы едете в самолете со скоростью сотни миль в час у поверхности Земли, под постоянным гравитационным ускорением за счет земного притяжения, и самолет внезапно натыкается на препятствие, например, на Всемирный торговый центр. , со скоростью сотни миль в час. Ясно, что внезапное замедление убьет вас и уничтожит самолет, несмотря на то, что земное притяжение остается постоянным на уровне одной гравитации.

Таким образом, очевидно, что ЦАХАЛ необходим, чтобы не допустить, чтобы экипаж разбросало во всех направлениях и ранил или убил всякий раз, когда космический корабль быстро ускоряется, замедляется или трясется.

В рассказах Джеймса Уайта « Генеральный сектор » есть оружие, называемое гремучими, которые стреляют попеременно притягивающими и прессорными лучами в свои цели, чтобы разбить их на куски.

Я когда-то читал, что достаточно мощное лазерное оружие можно использовать для уничтожения целей, не испаряя их. Вместо этого лазерное оружие будет включаться и выключаться и поражать цели с такой силой, что это будет все равно, что бить их гигантскими молотами. Последовательных ударов лазерных лучей было бы достаточно, чтобы разбить части цели, в которую они попали, или, если цель была достаточно твердой, чтобы сотрясать ее, пока она не развалилась на куски.

Так что, возможно , в оружии из «Звездного пути» действительно есть компонент, который сильно поражает и отталкивает цели.

Если такой луч попадет в незащищенный звездолет, луч протолкнется в секцию корпуса, пораженную лучом, достаточно сильно, чтобы отделить его и втолкнуть обратно в звездолет, пробив переборки и палубы и вылетев с другой стороны, оставив звездолет с туннель через него с утечкой воздуха в космос, а также с поврежденным и уничтоженным оборудованием и членами экипажа.

Но если звездолет имеет свои энергетические щиты, щиты будут перехватывать луч и передавать его кинетическую энергию щитам в целом, которые, в свою очередь, передают кинетическую энергию своим генераторам, которые, в свою очередь, передают кинетическую энергию кораблю как целое. Таким образом, количество кинетической энергии, достаточное для того, чтобы пробить узкий туннель через звездолет, вместо этого оттолкнет весь звездолет назад.

А поскольку весь космический корабль имеет массу, во много раз превышающую массу секции, которая была бы выбита из него энергетическим лучом, весь звездолет будет отброшен назад с гораздо меньшей силой, чем секция, которая была бы вытолкнута из звездолета.

Но ускорение, которое энергетический луч придает всему космическому кораблю, толкая его назад, все еще может равняться десяткам, сотням или тысячам g, достаточному, чтобы разбить оборудование и убить членов экипажа, когда они влетают в переборки.

Таким образом, задача ЦАХАЛа состоит в том, чтобы уменьшить ускорение, которое энергетический луч придает звездолету, до нуля, чтобы экипаж ничего не чувствовал.

Когда такой энергетический луч попадает в звездолет, возможны две весьма вероятные возможности.

Первая возможность состоит в том, что ЦАХАЛ космического корабля сможет полностью компенсировать ускорение, которое луч придает кораблю, так что ни оборудование, ни экипаж не ощущают никакой силы.

Вторая возможность заключается в том, что IDF стационарного корабля сможет почти идеально компенсировать ускорение, которое луч придает кораблю, так что будет ощущаться лишь крошечная часть этой силы ускорения, и этой крошечной доли будет достаточно, чтобы дать каждой части корабля ускорение не менее нескольких g, и все оборудование будет разбито, а все члены экипажа разлетятся о переборки и погибнут мгновенно.

И в истории космических войн в «Звездном пути» разработчики оружия постоянно стремятся увеличить мощность своих лучей, чтобы ЦАХАЛ не сработал, а вторая возможность случилась с кораблями-мишенями, в то время как разработчики силовых щитов и ЦАХАЛ работают над их улучшением, чтобы в звездолете не будет ощущаться сила при попадании такого луча, первая возможность.

А в космических боях TOS звездолеты стреляли из своего оружия, когда цели находились за десятки тысяч или сотни тысяч километров, что указывает на то, что было бы самоубийственно сражаться на более близких дистанциях, где первое попадание уничтожило бы звездолет.

Но в космических битвах в фильмах TOS космические корабли подходили очень близко друг к другу, чтобы стрелять из своего оружия, подразумевая, что защита значительно улучшилась, а оружие не так сильно, поэтому звездолеты должны были подойти очень близко, чтобы иметь шанс нанести урон своим врагам.

Таким образом, в космическом сражении «Звездного пути » либо оружие должно быть практически бесполезным против врагов, как в первом случае, либо оружие обычно должно уничтожать вражеские корабли первым выстрелом, как во втором варианте.

Существует третья возможность, существующая на «лезвии ножа» между двумя другими, что АОИ почти полностью преуспеет в нейтрализации сил ускорения, когда космический корабль поражает энергетический луч, но будет ощущаться достаточно силы. раскачивать корабль и бросать людей, не убивая их.

И кажется, что действие каждого фильма и сериала «Звездный путь » с космическим сражением происходит в эпоху развития оружия, где действует третья возможность, несмотря на то, что она должна быть крайне редкой ситуацией, на крайне маловероятном «лезвии ножа». "между двумя основными возможностями.

Но, возможно, командиры в космических сражениях Star Trek стремятся сражаться на дистанциях, где их оружие имеет шанс нанести урон врагу, а их собственные корабли имеют шанс выжить при попадании вражеского оружия. Может быть, они всегда планируют сражаться на расстоянии, если действует третья возможность, крайне узкое «лезвие ножа» между первой и второй возможностью.