Межзвездный высокоскоростной снаряд и системы наведения

Хорошо, предположим, что у вас есть межзвездная человеческая популяция. У вас есть люди, живущие на разных планетах в разных системах, но также есть люди, живущие на космических станциях в разных системах.

Теперь, учитывая такое общество, окончательным оружием будет кинетический ударник дальнего действия: что-то, что разгоняет массу разумного размера до значительного процента скорости света, чтобы оно могло поражать планеты и уничтожать их. В итоге.

Очевидная проблема с таким оружием заключается в том, что в принципе не существует механизма «прицеливания», достаточно точного на межзвездных расстояниях. Даже если вы знаете расположение всех небесных тел в системе-мишени, когда уходите, и можете предсказать их расположение к моменту прибытия снаряда, вы все равно не можете гарантировать, что сможете прицелиться с достаточной точностью, чтобы попасть в цель.

Без проблем; вы просто устанавливаете в снаряд систему наведения. У него должна быть какая-то камера, которая может видеть вещи, и у него должна быть минимальная реактивная масса, чтобы он мог корректировать курс на основе того, что он видит.

Что подводит меня к вопросу. Если у вас есть снаряд, движущийся со скоростью 0,99с (относительно целевой системы), не затруднит ли релятивистские эффекты корректировку курса, необходимую для удара по целевой планете (предположим, что она размером с Землю)?

Извините, а почему нет механизма прицеливания? Если у вас есть мощность и технология, чтобы разогнать объект приличного размера до значительной части скорости света, вы определенно сможете выполнить требования к энергии и вычислениям, чтобы нацеливаться на межзвездные расстояния. Ведь механизм прицеливания - это "математика", а "математика" при правильном выполнении не может ошибаться.
@Aify: Игнорируя вопрос о том, можете ли вы вообще найти точную точку в пространстве с достаточной точностью, мы говорим об обстоятельстве, при котором, если вы ошибаетесь на триллионную долю градуса, вы промахиваетесь. Этот уровень точности ниже минимального уровня шума практически любой системы, которую вы могли бы использовать для ускорения такой частицы.
Планета — это очень большой объект. Вы упомянули «межзвездную» человеческую популяцию; о каком межзвездном расстоянии вы говорите? Мы, люди, преуспели в точном машиностроении.
@Aify: расстояние до Альфы Центавра составляет около 275731,1 а.е. Размер Земли составляет около 4,3*10^-5 а.е. Чтобы поразить Землю с Альфы Центавра без наведения, вы должны иметь возможность прицеливаться с точностью до 9 миллиардных долей градуса (и это без учета каких-либо проблем с точностью для математики, предсказывающей движение небесных тел). Я чувствую себя вполне комфортно, называя это невозможным. Или, по крайней мере, неразумно.
Я не математик и не астроном, но, насколько я понимаю, при измерениях межзвездных объектов используются методы приближения второго порядка или выше, которые оказываются чрезвычайно точными для расчетов объектов на экстремальных расстояниях (например, межзвездных). . Я помню, что они используют угловую секунду или что-то в этом роде (9 миллиардных долей градуса = 3,24 × 10 ^ -5 угловых секунд). 0,0000324 — абсолютно разумное число для использования и расчета.
@Aify: есть разница между возможностью смотреть в определенном направлении и выстрелом снаряда в этом направлении.
Наблюдателю в состоянии покоя кажется, что снаряд пересекает 1 а.е. примерно за 5 секунд. Наблюдателю, летящему на снаряде с 0,99с, та же самая 1 а.е. занимает около 0,6 секунды . Кажется, у бортовой системы наведения достаточно времени, чтобы вычислить незначительные поправки и приступить к их реализации.

Ответы (6)

Свет движется со скоростью света независимо от исходной системы отсчета. А вот с точки зрения вашего снаряда 0.99с все будет крайне синевато смещено. Это легко исправить, просто убедитесь, что ваша система наведения может видеть на достаточно высокой частоте.

Странный бит был бы в эффектах замедления времени. Любая контрмера, которую использует целевой мир, казалось бы, движется со сверхскоростью с точки зрения снаряда. Таким образом, очень надежные контрмеры, которые не позволят оружию сбиться с курса и не смогут исправиться, будут тем, на чем вы хотите сосредоточиться.

Планета-мишень не может просто заблокировать его, позволив ему попасть во что-то между снарядом и целью — вам все равно придется иметь дело со шрапнелью 0,99c, которая будет отстойной. Итак, цель должна найти способ отклонить снаряд, а вы (снаряд) этого не хотите. Может быть, облако дронов, которые тянутся или развертываются, чтобы заблокировать все, что может попытаться отразить наше оружие. Или сделать его ЭМИ-монстром, который излучает столько помех, что единственный способ остановить его — это попытаться заблокировать его напрямую и рискнуть битами — что в любом случае, вероятно, равносильно уничтожению планеты.

Если ваша команда сможет запустить эту штуку до 0,99c, то цель сможет убрать свою планету с дороги. Они могут попытаться ослепить ваш снаряд или разбить его и переместить свою планету, как только ваше оружие выйдет на фиксированную траекторию. Так что вам понадобятся разные типы систем наведения и много дублирования — может быть, даже способ переориентировать и сбросить систему наведения, если они попытаются использовать камеры в качестве вектора для кибератаки. Если они попытаются разбить вас, а затем переместить свою планету, вам нужен какой-то способ противостоять их нападению. Это может выглядеть как активный защитный лазер/ракета/беспилотник, который сбивает защитника с курса, или очень мощная система тяги, которая поможет вам маневрировать вокруг того, что они посылают в вас.

Теперь, если вы собираетесь инвестировать ресурсы в запуск снаряда до 0,99c, ответ, вероятно, будет «все вышеперечисленное». Таким образом, успех или провал атаки зависит от того, где в этой цепочке меры/контрмеры/контрмеры одна сторона способна сокрушить или перехитрить другую.

Вы стреляете дважды

Во-первых, я оспариваю ваше предположение, что целиться в цель так сложно. Как довести снаряд до 0,99? с в первую очередь? Что ж, я бы посоветовал вам протолкнуть его туда лазером.

Вы запускаете свой снаряд в космос. Ставишь на него гироскопический стабилизатор. Затем вы поражаете его лазером и используете лазерную абляцию, чтобы ускорить процесс. Гироскоп позаботится об ориентации аблируемого материала; узость лазерного луча позаботится о том, чтобы направить его по идеально прямой линии. Так как для достижения цели до 0,99 потребуется некоторое время. с , пока снаряд остается на пути лазера, он до сих пор пролетит над целью тысячи астрономических единиц или даже заметную долю светового года. В этот момент он может просто скользить оставшуюся часть пути туда.

Точность будет высокой, но гарантированного попадания, конечно, не будет. Таким образом, вы просто стреляете в него несколько раз. Продолжайте стрелять, пока планета не погибнет.

С другой стороны...

Почему релятивистское кинетическое оружие сработает, если его запустить на Землю с Альфы Центавра? На это уйдет более 4 лет. Учитывая характер военной разведки, кажется вероятным, что информация о запуске станет известна. Насколько хорошо это слово, конечно, зависит от того, есть ли связь со сверхсветовой связью.

В любом случае, ваши замечания о том, как трудно поразить цель, вдвойне применимы к защите цели. Если все, что вам нужно сделать, это нарушить курс снаряда на какую-то крошечную долю угловой секунды, то несколько секунд с лазером TW должны гарантировать, что ваш снаряд промахнется.

Возможно, вам придется выстрелить несколько раз, чтобы убедиться, что вы сможете пробить любую защиту цели.

Релятивистские эффекты просто ухудшают плохую ситуацию.

Проблема с терминальным наведением в том, что вам нужно обеспечить тягу, чтобы изменить вектор. Чем больше степень изменений и чем быстрее они должны произойти, тем больший толчок вам нужен.

Чем дальше от цели вы находитесь во время коррекции курса, тем легче будет выполнить эту коррекцию. Это означает, что лучшее время для исправления курса будет во время запуска или сразу после него, поскольку степень изменения будет намного меньше, и у вас будет достаточно времени, чтобы это исправить.

Если вы прошли 90% пути к своей цели (будучи очень щедрым), прежде чем у вас будет достаточно хорошее изображение для внесения исправлений, ваш угол отклонения будет намного выше, а время, необходимое для внесения изменений, будет намного короче.

Даже если у вас есть научно-фантастическая технология, которая не требует ракетного топлива, потребность в энергии будет огромной. Оборудование для выполнения маневра и хранения энергии, вероятно, будет довольно большим. Большая полезная нагрузка означает, что первоначальный запуск будет намного дороже.

Релятивистские эффекты дают вам еще более короткое время реакции. Дело не в том, что это невозможно сделать, а в том, что стоимость резко возрастает.

Единственный способ, которым я вижу, как это работает, - это метод, который использовал Э. Э. Док Смит: разогнать объект почти до c, а затем сделать его безынерционным и буксировать его в положение, где его вектор перехватит цель и отключит безынерционную систему.

Что ж, я думаю, что ответ @MParm и так достаточно хорош. Я хотел бы добавить два цента, хотя.

Почему бы, пока снаряд летит в пространстве, просто не дать ему иметь при себе систему коррекции курса?

Ты прицеливаешься, делаешь расчеты и стреляешь. Бывает, что система по какой-то причине добавила на один ноль больше, чем нужно (он еще довольно новый, а что вы ожидали, что это произойдет?) поэтому, чтобы гарантировать, что снаряд просто не улетит в космос, коррекция курса Бортовая система переориентирует снаряд на основе новых расчетов по отношению к его цели.

Я думаю, что это решило бы проблему прицеливания :) надеюсь, это поможет.

При такой скорости планета, к которой вы стремитесь, должна находиться на дальней стороне солнца при входе в солнечную систему. Только так вы получите достаточно света, чтобы «увидеть» его. Хотя даже для этого нужна отличная оптика. Но учитывая, что можно согл. до 99c, это должно быть легким шагом. В зависимости от массы снарядов нужно решить, куда вы хотите попасть. Достаточно ли этого, чтобы попасть в атмосферу завода? Достаточно ли попасть "куда-то" или для максимального эффекта нужно ударить по твердой земле (не по морю). Вы хотите поразить определенный континент? Имея в виду эти вопросы, вы можете рассчитать максимальное расстояние, на котором размер структур может быть разрешен с помощью оптики диаметром r, и, следовательно, максимальное время, доступное для поправок, а также энергию и массу, необходимые (и сохраненные) для внесения поправок. во время.

Когда вы не можете быть точным, вам нужен приличный спред. Поэтому я предлагаю вам выстрелить в них планетой. Наполните его разрушителями планет и взорвите, как гигантскую кассетную гранату, при входе в систему.

Это имеет то преимущество, что уничтожение планеты стоит целую планету, что делает его относительно ограниченным ресурсом, каким и должно быть все хорошее супероружие.