¿Cómo operaría realmente una explosión nuclear en el espacio exterior?

(Reenviar desde RPG.SE, según la sugerencia de la comunidad).

Un amigo me recomendó publicar esta pregunta aquí; dijo que sería más probable que obtuviera una respuesta útil que, por ejemplo, de Reddit.

Mi pregunta es: ¿ Cómo operaría una explosión nuclear en el vacío del espacio?

Battlestar: Galactica y Mobile Suit Gundam SEED retrataron armas nucleares (o tecnología de fusión/fisión en general) en un entorno del espacio exterior. En un episodio de BS:G, la Galactica es atravesada por una ojiva termonuclear que logró penetrar su cortina de fuego defensivo, pero (para mi sorpresa) la nave sobrevivió al ser inutilizada o destruida por completo.

He estado indagando en un sistema RPG de mesa llamado Mongoose Traveler durante los últimos meses. Su enfoque de ciencia ficción dura me recuerda a The Expanse . Cuanto más profundizo en él, me encuentro soñando despierto con la realidad del combate en el espacio. No hay atmósfera para conducir el sonido, por lo que el combate es mayormente silencioso; el ataque de barcos desde largas distancias toma minutos, incluso más a distancias extremas. El combate en un entorno de ciencia ficción adquiere algunas cualidades a las que no estoy acostumbrado en la mayoría de los escenarios de ciencia ficción, y me gusta.

Entonces, ¿qué pasa con las explosiones, especialmente y específicamente con las ojivas de fisión? Tengo algunos detalles sobre los que me gustaría obtener una idea:

  1. ¿Cómo afectaría el vacío a una explosión nuclear (o, en realidad, a cualquier explosión)? ¿La falta de atmósfera haría que se extinguiera antes? Para una explosión nuclear, ¿qué etapas de la detonación/lluvia radiactiva experimentarían un cambio significativo? ¿Es probable que el radio de explosión efectivo se reduzca o se expanda?
  2. ¿La onda de choque de una explosión nuclear viajaría lejos a través del vacío o existiría? En situaciones generales, creo que verías una explosión pero no escucharías ni sentirías nada; con algo de esta magnitud, ¿sigue siendo cierto? ¿ Es el espacio realmente un vacío a través del cual nada puede transmitir?
  3. El viajero considera que la exposición a la radiación en espacios abiertos es bastante dañina durante períodos cortos de tiempo; sin la protección adecuada, los viajes espaciales durante largos períodos de tiempo son extremadamente peligrosos, y las caminatas espaciales sin capas protectoras son imprudentes. ¿La radiación liberada por una explosión nuclear sería más o menos considerable en el vacío?

Agradezco su consideración, y cualquier respuesta perspicaz (o incluso hipótesis) sería fantástica. En realidad, no sé mucho sobre física (¡fuera de los divertidos "qué pasaría si" que leo de xkcd!), así que estoy perdido.

Dado que ha habido explosiones nucleares en el espacio exterior (google, digamos, Starfish Prime), claramente pueden suceder. El impacto de una explosión de este tipo es diferente al de la atmósfera, pero eso se debe principalmente a que la salida de energía en forma de rayos X, gamma y neutrones se propaga e interactúa de manera diferente entre el espacio y la atmósfera.

Respuestas (2)

Una explosión espacial de un arma atómica o nuclear sería muy diferente a la misma explosión en la tierra, por las siguientes razones.

En el espacio, no hay atmósfera en la que puedan propagarse las ondas acústicas y de choque. La única materia que es "lanzada" hacia el exterior por la explosión es la que se originó en la bomba, que es muy pequeña en comparación con la energía liberada en la explosión misma. Para experimentar el daño por explosión de una explosión espacial, sería necesario que estuvieras tan cerca del punto de detonación que la bola de fuego te incineraría antes de que te rompieran físicamente en pedazos.

En el espacio, no hay una gran masa de roca y tierra que se vuelva radiactiva a través de mecanismos como la activación de neutrones, por lo que la única radiactividad residual sería la transportada por los componentes de la carcasa de la bomba y las partes internas (incluida, en el caso de una explosión atómica , plutonio o uranio no fisionados) que sería pequeño en comparación con la liberación de energía. La ausencia de superficie planetaria junto al punto de detonación también significa que no hay reflejos de ondas de choque ni ondas sísmicas.

En el espacio, la radiación y los neutrones perdidos producidos por la explosión no sufrirían absorción ni atenuación por el aire, porque no habría aire en el camino. Esto significa que los rayos X, los neutrones y otras radiaciones ionizantes seguirían siendo letales en un radio mayor.

En una explosión de aire en la tierra, el aire que rodea inmediatamente el punto de detonación se calienta tanto por la explosión inicial que se vuelve opaco a la radiación infrarroja, que atrapa gran parte de la liberación de energía dentro de la bola de fuego hasta que se expande. y se enfría lo suficiente como para volverse transparente nuevamente. Sin aire alrededor del punto de detonación, la liberación de energía puede salir directamente de la explosión y la evolución temporal de la bola de fuego y su tamaño, etc. sería muy diferente.

Varios puntos (ciertamente quisquillosos) a considerar. (1) se producen muchos neutrones (quiero decir muchos), llamarlos 'extraviados' parece quedarse corto. (2) No estoy seguro de si consideraría que hay una 'bola de fuego' en el espacio, pero no soy una persona que produzca armas. (3) Los objetos aún estarán sujetos a golpes, pero serán causados ​​por la absorción directa de los rayos X/gammas/neutrones que se propagan libremente, no por una atmósfera que los absorba y luego transmita la onda de presión.

La energía de una detonación a gran altura de un arma nuclear da como resultado un enorme pulso electromagnético (EMP). Esto se demostró en una de las pruebas atmosféricas cuando una explosión a gran altura en el Pacífico sur cortó la electricidad en Hawái. Desde entonces, uno de los usos estratégicos de un arma nuclear es detonarla a gran altura para destruir el comando, el control y las comunicaciones del adversario y hacer que la electrónica en los sistemas militares aéreos, terrestres y marítimos no esté disponible.

Según el objetivo y los objetivos de la misión, otros usos de un arma nuclear implican la detonación a baja altitud que produce daños térmicos y de choque (como Hiroshima y Nagasaki), y la detonación terrestre que produce ondas de choque para destruir un objetivo subterráneo.

El objetivo principal es destruir el objetivo; un objetivo secundario es minimizar los daños colaterales. Por ejemplo, si el objetivo puede ser destruido por una detonación por encima de la altura de "baja caída", es preferible.