El artículo fue escrito bajo la vívida impresión de la
publicación "Piracy in Space - Insidious Delta-V and Hydrogen Stealth Steamboats - Part 1" y es una mirada alternativa al universo presentado. A menudo nos referiremos a lo que está escrito en él y lo escribiremos para que no sea necesario leerlo.
Propósito : convencerte de que la piratería en el espacio es inevitable, esquiva y eterna. Veremos una lista incompleta de formas de robar y cómo un pirata puede lidiar con las amenazas.
En este artículo, se disiparán un par de mitos y se estudiarán superficialmente las soluciones de ingeniería que hacen la vida más fácil para un pirata.
Vino
Insidious Delta-V¡El insidioso delta-V es tan insidioso que rodeó incluso el dedo del autor!
De las palabras del autor queda claro que:
- El delta insidioso V (también conocido como dV) es un valor que caracteriza la cantidad de aumento o disminución de la velocidad. Lo cual es comprensible, pero no del todo
- Reserva (también conocida como reserva) dV no dV
- Aceleración dV no dV y no stock dV
- En la mayoría de los casos, los barcos piratas deberían tener un suministro de dV mayor que el del objetivo.
- Por cada metro / segundo de aceleración del objetivo, los piratas necesitarán 1 m / s para acelerar y otros 1 m / s para frenar para atacar
- Los piratas necesitan más de dos veces más dV que cualquier objetivo que estén tratando de capturar.
- Para alcanzar el objetivo a una velocidad de 20 km / s, el pirata debe acelerar a esta velocidad, usar una reserva de dV de 25 km / s, y luego frenar con un impulso de 45 km / s hasta detenerse por completo.
¿Qué le pasa al insidioso Delta V?Para comprender la mecánica de la convergencia, hablemos de la mecánica newtoniana en el espacio uniforme.
Características de interes- Velocidad objetivo relativa a la velocidad de estrella y pirata (Vs)
- Velocidad de aproximación (v)
- Objetivo máximo y aceleración pirata (a)
- Masa del objetivo y masa del barco pirata (m)
- Impulso del objetivo e impulso del pirata (p)
- Distancia entre el objetivo y el barco al inicio de las maniobras (S)
- Suministro de combustible objetivo y suministro de combustible pirata (f)
- Consumo de combustible objetivo y pirata (c)
Explicaciones- Para alcanzar el objetivo, necesitas S = 0
- Para congelarse inmóvil entre sí (para atracar sin riesgos ni daños), se necesita v = 0
- La masa del objetivo y el barco pirata, así como los impulsos del objetivo y el pirata, nos interesan solo para encontrar las aceleraciones del objetivo y el pirata según la fórmula: p = m * v, luego v = p / m. A partir de esta fórmula, se puede ver que la velocidad del barco es menor, mayor es la masa a un impulso total constante de los motores. Esto significa que un barco de transporte pesado necesita más combustible para ganar la misma velocidad, mientras que necesita un impulso total más potente de todos los motores para obtener la misma aceleración por unidad de tiempo
De esto concluimos que la mayoría de los barcos de transporte consumen más combustible y siempre tienen menos aceleración que los piratas.
Simularemos varias opciones para los parámetros iniciales de las características con el fin de comprender la mecánica de aproximación a una distancia entre las naves de 50 m:
Objetivo: [a = 10 m / s * c, f = 200 kg, c = 40 kg / s], pirata: [a = 11 m / s * c, f = 100 kg, c = 20 kg / s]- El objetivo huye a toda velocidad, el pirata lo alcanza. Toman 10 m / s * s por movimiento, el pirata tiene 1 m / s * s para acelerar: da un breve impulso durante 1 segundo, como resultado de lo cual su velocidad de aproximación (v) se convierte en 1 m / s
- En 5 segundos, el objetivo sale a toda velocidad y gasta los 200 kg de combustible, el pirata gasta 10/11 turnos, manteniendo la aceleración igual a la aceleración del objetivo, gasta (10/11) * 20 * 4 + 20 = ~ 93 kg de combustible
- El pirata extingue la velocidad de aproximación de 1 m / s con un pulso de 1/11 de potencia del motor, quema otros 2 kg y le quedan 5 kg de combustible. Barcos atracados sin un rasguño
Objetivo: [a = 10 m / s * c, f = 100 kg, c = 10 kg / s], pirata: [a = 11 m / s * c, f = 100 kg, c = 10 kg / s]- El objetivo huye a toda velocidad, el pirata lo alcanza. Toman 10 m / s * s por movimiento, el pirata tiene 1 m / s * s para acelerar: da un breve impulso durante 1 segundo, como resultado de lo cual su velocidad de aproximación (v) se convierte en 1 m / s
- Durante 10 segundos, el objetivo quema todo el combustible, el pirata a una potencia del 91% del recorrido quema 92 combustibles. Apaga el motor y todavía se acerca a una velocidad de 1 m / s
- En aproximadamente 50 segundos de vuelo, se comparan los barcos, el pirata acelera en la dirección opuesta a la aproximación (-900 gramos de combustible). Los barcos atracan sin un rasguño.
Objetivo: [a = 20 m / s * c, f = 1000 kg, c = 1 kg / s], pirata: [a = 22 m / s * c, f = 50 kg, c = 1 kg / s]- El objetivo huye a toda velocidad, el pirata lo alcanza. Toman 20 m / s * s por movimiento, el pirata tiene 2 m / s * s para acelerar: da un breve impulso durante 1 segundo, como resultado de lo cual su velocidad de aproximación (v) se convierte en 2 m / s
- Durante 25 segundos a toda velocidad, el objetivo quema 25 kg de combustible, dejando 976 kg de combustible. El pirata quema 1 kg de combustible en el primer turno, y durante los 24 segundos restantes otro (20/22) * 1 * 24 = 22 kg de combustible, quedan 27 kg. Los barcos son comparados
- El pirata da un impulso igual a 2/22 de la potencia del motor, quema otros 100 gramos de combustible, apaga la velocidad de aproximación de 2 m / s, queda más de 27 kg de combustible. Atracar sin un rasguño
Como puede ver, no necesita 2 veces más combustible para atracar en el barco. Tampoco necesita 2 veces más aceleración y sin un dV mágico puede manejarlo, solo supere el objetivo de aceleración y el resto es cuestión de tiempo.
Yo vi
Kilómetro Stealth AsteroidesEn la región de Chelyabinsk, el 15 de febrero de 2013, cayó un meteoroide.
A pesar de las declaraciones de las autoridades rusas de que sabían sobre el enfoque del meteoroide, era difícil de creer en él: no informaron ni su nombre de trabajo ni su trayectoria, y solo después de la caída hubo una conmoción en los servicios especiales con la introducción de un estado de emergencia.
Los astrónomos de Suiza, Colombia, Ucrania y otros países trataron de recrear su trayectoria solo sobre la base de registros de cámaras de video: un meteoroide con un diámetro de unos 20 metros era supuestamente invisible para los telescopios terrestres y orbitales.
En esta ocasión, Neil Degrass Tyson habló en CNN USA y habló sobre otro asteroide:
Más tarde ese día, un asteroide se acercó a la Tierra. Lo seguimos durante aproximadamente un año. Según las leyes de la física y las trayectorias orbitales, puede calcular con precisión dónde volará. Y esto es lo interesante: no solo voló entre la Tierra y la Luna, no solo voló aquí, sino que rastreamos muchos de estos cuerpos celestes.
Pero entró en nuestro espacio exterior desarrollado, pasó más cerca de nuestro planeta que nuestros satélites de comunicaciones orbitales. Y esto debe tenerse en cuenta, porque ese asteroide era del tamaño de la mitad de un campo de fútbol. Y el que explotó sobre Rusia es en algún lugar tres veces más pequeño que él. Y no tenemos forma de proteger la Tierra de objetos tan pequeños.
Noticias originales de InoTV.
De su conversación con el presentador se entiende bien no solo la impotencia para eliminar tal amenaza, sino también la impotencia en la tarea aparentemente trivial de calcular la trayectoria de objetos enormes del tamaño de "medio campo de fútbol".
Después de analizar los datos de 3 observatorios terrestres que pueden encontrar hasta 276 objetos cercanos a la Tierra, según los investigadores
en el sitio web de la Universidad de Cornell (Nueva York),
dentro de un año cada uno de ellos encontró menos del 30%. Además, el 50% de los objetos detectados tienen magnitudes absolutas (magnitud absoluta, es decir, luminosidad) mayores de 25, lo que corresponde a objetos con un diámetro aproximado de menos de 30 metros.
Para comprender, los asteroides del grupo
Appolo solo (aproximadamente el 54% del número total de objetos cercanos a la Tierra
potencialmente abiertos) son alrededor de 10,000.
Es decir dos observatorios
durante el año vieron menos del 1% de los cuerpos ya conocidos .
Según
Detlef Koscchny , jefe del departamento de objetos cercanos a la Tierra en el Departamento de Conciencia de la Situación Espacial de la ESA, el número total de objetos cercanos a la Tierra con diámetros de 100 a 1000 metros puede alcanzar hasta
430,000 .
Ojo de sauronEl autor del artículo, que me inspiró para esta publicación, afirmó un mundo en el que un determinado sistema de satélites sería tan visible que registraría todos los objetos en el sistema solar hasta los desechos espaciales con un diámetro de al menos 1 centímetro.
No solo grabará, sino que rastreará la trayectoria de cada grano de arena en tiempo real y, a la menor desviación del curso, hará sonar la alarma y criará ratas terrestres en una posición de combate.
No diré que tal sistema es imposible. Por el contrario, consideraremos cómo hacerlo.
Un poco sobre la mecánica de los cuerpos celestes.
La astromecánica newtoniana es un sistema discreto de dos puntos con masas arbitrarias. No entraré en las complejidades del cálculo mediante aproximaciones sucesivas, solo puedo decir que en las computadoras modernas en tiempo real esta es una tarea muy fácil.
¿Por qué entonces los astrónomos de Neil Degrass no pudieron calcular correctamente la trayectoria?
Este sistema está diseñado para el cálculo rápido y aproximado de la posición de 2 cuerpos con atracción mutua.
Pero para calcular la posición de 3 cuerpos, será necesario por unidad de tiempo, cuadro por cuadro, atraer cada cuerpo a cada cuerpo.
Para 2 cuerpos, es necesario calcular la atracción 2 veces, para 3 cuerpos - 6 veces, para 4 - 12 veces.
En una unidad de tiempo, es necesario hacer (N-1) * N atracciones, donde N es el número de cuerpos en el sistema.
Si hubiera solo 10,000 objetos en nuestro sistema, tendríamos que hacer 99,990,000 cálculos por cuadro, ¡y esto siempre que tengamos un espacio newtoniano! Y nuestro espacio puede distorsionarse, a pesar de que no tenemos en cuenta las mareas gravitacionales, el viento solar, la forma de los asteroides, la luminosidad, etc.
Para 1,000,000 de objetos muertos, se deben realizar 1,000,000,000,000 de operaciones por cuadro. Además, cuanto menor es la unidad de tiempo, más preciso es el resultado.
Vale la pena considerar que es poco probable que adivine cómo paralelizar estos cálculos: ¡debe realizarlos secuencialmente, utilizando los resultados de cálculos anteriores!
Según el autor, todo esto es para la protección de los barcos de la basura que es poco probable que encuentres. Me resulta más barato colgar sensores y armaduras en los barcos para evitar ser golpeados.
Pero el Ojo de Sauron es, y funciona: varios satélites giran alrededor del sol y queman cada pulgada del sistema solar, calculando cerebros increíblemente poderosos cada movimiento del tornillo.
Esconderse en la neveraInmediatamente, el autor nos ofrece una solución interesante: revestimiento antirreflectante negro, sistemas de refrigeración con enfriamiento forzado de la superficie y motores: desde hidrógeno a baja temperatura hasta acelerador de masa.
Elijo un motor estándar de alta temperatura y cortocircuito.
¿Cómo seguir la trayectoria de las rutas de carga en el refrigerador si el Eye of Sauron ve un rastro térmico desde una corriente de gas?
Ganaremos más velocidad al comienzo del camino (pericentro o apocentro), después de lo cual nos sumergiremos en la sombra de los cuerpos celestes, ingresaremos al modo sigiloso o, si no es posible, nos sumergiremos en el sigilo en cualquier punto remoto y usaremos motores de maniobra mientras nos movemos solo para cambiar la trayectoria. yendo a la correcta.
La estructura de los motores de derivación puede ser diferente:
- El hidrógeno se puede usar liberando una corriente fría.
- La temperatura alta puede reducirse en tamaño y dejar salir una corriente en pequeñas porciones, dividiéndolas por tiempo (como una medusa).
- En un acelerador de masa, use balas refrigeradas con un diámetro de menos de 1 cm.
Y el exceso de temperatura con la ayuda del enfriamiento forzado de gas o el calentamiento del radiador y la transferencia de calor radiante dirigido a enviar fuera del sistema.
Si es necesario, puede simular la luz de las estrellas en la superficie del aparato, dirigiéndola hacia los famosos observatorios.
Ganó
Entonces, no alcanzaste el objetivo, el ojo te vio, y los legalistas ya están aprovechando los caballos para tu alma.
Pero aún puedes ganarPara piratear sin alcanzar un objetivo:
- Establezca la trayectoria o lance hacia la ruta de vuelo de las minas remotas objetivo con metralla y exija una carga, bitcoins, un barco u otro.
- Amenazar con disparar en la dirección de la nave, estar en el curso de la nave.
- Dañar el motor.
- Averígualo tú mismo.
Como se conocerán las principales rutas de suministro, no hay dificultad en establecer una emboscada. Y las grandes masas de barcos con baja maniobrabilidad los harán vulnerables a varios tipos de ataques.
Si los abogados vuelan hacia usted, déjelos volarTomará mucho tiempo antes de eso. Si tomas el barco, será más valioso que el cargamento, y lo arrojas en dirección al barco de carga, habrá una sorpresa para los policías cuando encuentren metralla de mercancías con su aceleración loca.
Cuanto más grande sea la nube de metralla, más difícil será para ellos esquivar, y si no pierden su fervor, aún tendrán que igualar la velocidad de la metralla, cuando la nube se acerque, los reducirá enormemente si no los mata.
Mientras tanto, puedes arrastrar el barco (piensa en cómo esconderlo) o robar todo el equipo, parte del combustible, y enviar el barco a toda velocidad a la base de la policía, deja que se encarguen de él y no contigo.
Caída de heces
¿Has ganado o todo ha salido mal? Es hora de alejarse.
Escupir Sauron en el ojoLleve consigo una "bomba de humo" o "un montón de destellos" y rocíelos, o sople un enorme "globo" alrededor del barco, y después de eso, comience a escupir sus bolas infladas en todas las direcciones y pretenda ser un globo usted mismo, deje volar las trampas. en todas las direcciones, imitando la maniobrabilidad y la masa del otro: el Ojo no adivinará cuál de las diez, cientos o miles de trampas necesita para conducir a la policía.
¿Y si hay una docena de piratas como tú y todos aplicarán este truco?
Aproximadamente este principio se utiliza para ocultar las ojivas de un misil nuclear durante una inmersión vertical.
Incluso si, como resultado, los abogados atrapan a un presente, el problema no es grande: encontrará un nuevo socio.
La guerra de droides es inevitableLos abogados no quemarán un montón de combustible, enviarán flotas enteras en su dirección, no librarán la guerra de guerrillas entre asteroides con usted, no jugarán al gato y al ratón, tratarán de alcanzar a un barco sigiloso, encarcelado no bajo conflicto armado directo, sino bajo velocidad, maniobrabilidad y secreto.
Además, hay muchos de ustedes y todos corrieron al aluvión.
No ¡Te enviarán droides!
Si los buques de carga son más caros que los de carga, si están indefensos contra los piratas, y enviar flotas militares completas con escolta no es rentable, no habrá buques de carga.
Ahora habrá una era de catapultas.
La carga será enviada por barcos especiales, llevando contenedores llenos de explosivos y carga a la trayectoria necesaria, y al final habrá barcos receptores. Cada contenedor puede volar por el espacio durante años, mientras se está construyendo un flujo interminable de mercancías de una estación a otra.
Los drones semiautomáticos en modo de reposo medio volarán a través de dichos hilos comerciales, despertando de firmas sospechosas o si falla algún dron. Estos drones son más baratos, no son una pena y son más efectivos que las personas.
Un avión no tripulado que patrulla los límites distantes de un sistema, o persigue a un intruso, puede hacer esto durante años, consumir menos combustible, ser más ágil y soportar cargas superiores a 20 g. Y puede haber cientos de miles o incluso cientos de millones.
Los piratas no tendrán más remedio que robar la tecnología de drones y usarla para sus asuntos oscuros: la guerra de robots comenzará, y probablemente será eterna.