为什么太空中仍然存在隐形

哈Ha! 在本文中,我想考虑一个在现实中尚不十分相关的话题,但它激发了许多业余(也可以说)科幻小说专业人士的思想-如果使用了可预见的未来技术,则可以隐藏在太空中。

在极客环境中,人们普遍认为 ,在任何现实的科幻环境中,空间都不会隐身。 问题在于,一旦我们要制作一款游戏或写一本声称具有现实感的书,即(根据普遍的信念)没有太空隐身之处,事实证明,没有这种隐身性的战斗有些问题-战斗中的两个参与者都可以提前计算其结果,因为游戏可以然后提供完整的信息。 这迫使格罗德洛夫要么用枪支做KSP,要么去看科幻小说,而作家自己写的不是间谍科幻电影,而是间谍小说,或者再去科幻小说。

因此,在太空中隐身是不好的。 但是也许他还在吗? 毕竟,从定义上说,关于“原子弹”的文章不是最终真理,我们仍然没有在太空战争中的实践经验。

客观现实的以下事实与太空的隐形性相抵触:

  1. 真空具有最高的透明度。
  2. 背景温度为4 K(余辉)或可预测的(星星)。
  3. 船舶不可避免地散发其内部产生的热量,并反射或重新发出阳光。 特别是在机动时。
  4. 现代望远镜的灵敏度足以为冥王星轨道以外的旅行者拍照。

那我们该怎么办? 答案是削减。

同意条款


所谓隐身,是指在侦察员接近与火接触距离相同的距离之前,不可能将物体识别为威胁。 因为地球人可以跟随火星舰队进入数亿公里远的近地望远镜是一回事,而向同一地点发送火星的间谍探测器又是另一回事,这也可以击落,因为实际上他们击落了侦察平地机并击落了侦察兵无人机

我想混淆曲折


“原子弹”中的一篇文章指出,虚假目标将不起作用,但从某种程度上来说,这些参数是弱的,并且不受计算支持:

  1. 错误的目标应与真实的目标类似地辐射。 这意味着它必须具有与被覆盖物体相同的能源。
  2. 为了在加速过程中工作,LC必须具有与真实船只相同的质量和远程控制-否则,引擎的加速和辐射将彼此不对应。
  3. 从以上可以得出结论,错误的目标在价格上与真实的目标几乎没有区别。 这很奇怪,因为有效载荷现在已经比将其发射到火箭的目标轨道上贵了一个数量级。 显然,在未来随着太阳系的殖民化,火箭应该比今天便宜得多,但是没有其他必要。

考虑一个具体的例子。 假设埃隆·蒙克(Elon Mask)沿用BFR,并且到21世纪中叶,月球和火星已经被殖民,彼此和/或地球不太相似。 还假设在火箭科学和主要的行星际运输方面没有根本突破-就像2016年演讲中的ITS (即同一BFR现代化的结果)。 战争的主要手段分别是相同的ITS,但载有各种手段分别对火星分离主义者或窃笑的地球人施加好处和光芒。

假设在一辆ITS中运送货物的方式可容纳约150吨。 尽管计划将其重达450吨,并准备从近地轨道飞往火星。 牺牲特征速度并选择适当的基线(拉格朗日点,近月轨道,细长椭圆形),可以将承载能力提高到一千吨。 但是为了进行评估,让我们从上面进行最悲观的案例。


和平火星拖拉机运输车在作战路线上展示作战平台

ITS轨道舱的价格估计为每艘油轮1.3亿美元,每艘船2亿美元。 可以通过任何望远镜使油轮与船舶无法区分-只需将太阳能电池板放在油轮上,而不要在船上制成著名的透明窗户-两者显然都不会产生7,000万美元的差额(由于船舶的设计比运输车更为复杂) 。 但是,即使突然取消,在军事装备价格的背景下,7000万美元的差额也不是根本。 因此,质量为150吨的100枚SM-3火箭(最接近的现有空对空火箭类似物)将耗资10亿美元,即8.4亿美元。 当然,导弹需要制导系统,但是像开普勒这样的望远镜重达几吨,成本约为数亿美元。

但是,让我们说,我们不是要用一次性导弹武装战舰,而是要使用可重复使用的无人机或有人驾驶战斗机。 作为战斗机的武器,我们使用了Vulkan-Falanks动力枪。 仅仅因为激光激光器尚未商业化生产,而且它们的价格不可能在较小的方向上有所不同。 5吨枪1300万美元 。 假设将来用于移动枪支的五吨级导弹装置将不像现在那样花费2000万美元,但由于批量生产仅花费2枚,因此15架10吨级战斗机将花费2.25亿美元-已经与ITS的价格相当。

只要我们从造船厂购买新的ITS,那就只有2亿。 根本没有必要-要实现虚假目标,您可以并且应该使用已经通过运载民用货物来弥补其生产的二手船。 加油船计划乘以100班乘数,星际船乘以12班乘务机(差异是由于星际飞行的持续时间所致),因此自愿强制购买“一次注销”状态下的船舶的价格为2000万美元,这看起来是相当公平的,不会引起船东的期望。他妈的本地的MCRN 。 2000万美元比一枚(!!!)太空火箭要贵一些,与一架战斗机的价格不相上下。

从理论上讲,敌人的情报可以跟踪船舶的“辐射光谱的个性”。 但是,即使在这种(很奇妙的,如下图所示)的情况下,也可以使用二手船并作为武器运载工具来布置“太空顶针”(并且敌人不必知道哪艘船上装有导弹和无人机)。 是的,仅在二手船上飞行的Cosmoflot看上去模样繁多-但为获得殖民地独立性而战的战士们总是不得不转身。

此外,这不是一艘伪装成和平船,可能会带来不利的外交后果。 老实说,Cosmoflot会购买二手船,它根本不承认运载导弹和无人驾驶飞机,而不是压载物。

上面的描述可能在不久的将来适用于行星际冲突的任何现实情况。 要在空间上发生冲突-您需要在一开始就对其进行殖民化。 为此,您需要廉价的行星际运输。 如果军方从原则上不使用这种运输方式,那不是问题性质的法律,而只是那些军事人员。 此外,“空间顶针”方法旨在让对手使用非常多光谱的相机观察我们的任何低谷,甚至质量至少为4K,因此模拟器应具有与模拟的相同的形状,尺寸和引擎。 但是,这种情况实际上令人怀疑。

绕射


任何望远镜的角度分辨率的理论极限都可以通过一个非常简单的公式来描述

$ R = D / lam $


其中R是弧度的最小角分辨率,D是以米为单位的孔径,lam是其中的工作波长。 对于很小的角度,可以将R视为到被观察物体的距离与该物体上最小可分辨距离之比。 很容易确保对于一米的孔径和微米的波长(近红外),一千公里的空间分辨率仅为一米。 好吧,如果我们尝试研究类似的望远镜长达一亿公里(发生巨大冲突时火星与地球之间的距离),那么我们将拥有一个100公里大小的像素。 或者,我们需要一个具有百公里反射镜的奇迹望远镜,以保持一米的分辨率。

图片 这个东西只有130米的光圈

许多读者立即想到了光学干涉仪。 是的,它们在空间分辨率的公式中将具有肩长,而不是光圈。 但是,仅该肩部长度必须保持小于工作波长一半的误差。 因此,“仅携带两个太空望远镜”选项不合适-肩部应该是刚性的。 但是由于热负荷的不均匀性,即使是一百公里长的坚硬肩膀也会“行走”。 出于同样的原因,薄膜百公里反射镜的想法一无所获。

另外,决定节省反射镜的面积,我们将节省光敏性。 但您无法节省。 在相同的1亿公里的距离处,以1兆瓦的功率以1微米的波长球形对称发射的物体将每秒产生80个光子/平方米。 再次,八十个光子。 要获取任何清晰的图像,您将需要将快门速度提高到几百秒,或者需要增加面积。 并且这提供了矩阵拾取单个光子的条件。


从望远镜上看到谷神星。 哈勃 像素宽度-30公里

等等。 为了详细观察敌方舰船在行星际距离的距离,我们需要一个具有数十米反射镜,至少一公里硬肩和一个冷却至几乎绝对为零的超灵敏矩阵的怪异干涉仪。 而且,这种技术奇迹将仍然无法用“太空顶针”的策略来做。 不仅如此。

明斯基粒子,战斗水平!


太空顶针是基于这样一个事实,即没有一个望远镜可以在行星际飞船的皮下看到。 但是,如果您使用一个大的薄膜袋而不是一堆烟灰或灰尘,而不是一个容量不那么大的货舱或货柜呢? 结果,敌人的情报将获得有关太空中数十个人造尘埃星云的存在的信息,但是直到有人对每个星云进行物理梳理之前,它们的内容都不会得到信息。

假设我们云中的烟尘粒径为10微米。 颗粒的质量/横截面比将为每平方米约20克。 在近地轨道上,黑色表面上的太阳光压力为5.6μN/ m2。 因此,太阳光将以每秒每秒0.2毫米的加速度移动我们的烟幕,使其接近地球,这对于补偿躲藏舰队的发动机的运行是非常现实的。


在Gundam中使用了类似的内容,并以引号作为本节的名称。 唯一的区别是,使用了一种奇异的基本粒子的冷等离子体作为烟幕,该烟幕是完全失重的,是由船舶的热核反应堆以几乎无限的数量产生的,并最终也被雷达隐藏了。 烟灰对付雷达是没有用的,但是还有其他对付雷达的手段。 但是很多烟灰可能是一个问题。

换算成平方公里时,每平方米二十克变成二十吨。 假设我们要用烟灰填充直径为20公里的球体,以便在粒子均匀分布的情况下,在1公里深度处达到所需的表面密度。 即 烟灰密度为每立方公里20吨。 我们将需要少于84吨的烟灰。 很多吗 好吧,我怎么说-平均直径为20米的C级小行星中所含的碳非常少。 因此,要在同一小行星上或其附近覆盖舰队基地,此方法是非常合适的。


Matilda是典型的C级小行星。

战术隐身


因此,当敌人不使用“顶针”或人造彗星等我们时,我们便飞向了它的星球。 接下来是什么?

首先,相同的烟灰。 约一百吨的烟灰足以在几公里长的地方设置局部的尘帘-运输机将适合虚假目标的作用。 但是在这种情况下,“真实的”隐身也是可能的-敌人侦察系统完全不可见。 事实是我们不再与敌人隔月飞行,而是相隔数十小时,因此由于热量释放到氢雪中,我们根本无法辐射。

想象一下,一艘船的船头是一艘黑色的黑色坦克,里面装有固体氢。 氢的熔融比热为59 kJ / kg。 低地球轨道上的太阳常数为1367 W / m2。 罐体的总长度为14.3米(考虑到熔化的氢下方的长度),它变成太阳的末端(即每米被照射的表面有一吨氢)将吸收阳光,同时将氢的熔化温度保持不到12小时。 船员和船舶系统产生的热量? 他们的贡献可以忽略不计,因为同一个“联盟”的功率足以容纳三个人的机组人员。

当然,这种隐藏船只的方法仅在弹道飞行中有效。 但是,可以并且应该在所有相同烟灰的幌子下进行达到目标的机动。

使用这种技术使用液体发动机制造的隐形战斗机可以具有以下特征:

直径 -2米
长度 -25米,其中:
氢气罐 -14.3米
氧气 -6米。
火箭发动机 -1米。
控制和武器室 -3.7米。
机组人员是0-1人。
燃料质量为22吨。
坦克和引擎的质量是3吨。
控制室的重量为2吨。
武器的质量为3吨(导弹)。
初始质量 -30/27吨(带和不带武器)。
最终质量为8/5吨。
呼气速度 -4.3 km / s
没有武器的三角洲Ve -7.25 km / s

使用的策略是从“国际空间”中一艘特许飞船的货舱中出来,在烟雾幕的掩护下,将加速器调低至目标,潜伏在其上,发射导弹,然后毫不费力地离开。

现在是核战斗机:

直径 -2米
长度 -20米,其中:
氢气罐 -14.3米
具有生物保护功能的NRE -2米。
控制和武器室 -3.7米。
机组人员是0-1人。
工作流体的质量为3.14吨。
坦克和引擎的质量是4吨。
控制室的重量为2吨。
武器的重量为3吨。
初始质量为12.14 / 9.14吨(带和不带武器)。
最终质量为9/6吨(带或不带武器)。
呼气速度 -9 km / s
Delta Ve无武器 -3.78 km / s

干重每吨增加以说明生物保护作用。 由于固相NRE的特定脉冲不能补偿反应质量的急剧下降和增加的生物保护作用,因此Delta-Ve会下降。

显然,这样的隐形战斗机将只能有效地攻击缓慢移动的目标。 例如,多公里远程空间干涉仪。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN429092/


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