Los 'reductores de velocidad' como trampa letal en el combate de naves espaciales

Salida en el campo izquierdo respuesta número dos.

Hasta ahora, la mayoría de las respuestas buscan algo con lo que el barco 'se encuentra'.

En cambio, una solución pegajosa . ¿Qué hay de los imanes?

Cada nave produce un campo EM a su alrededor. Este campo EM viaja a velocidades extremadamente altas. Entonces, alimente el área con un montón de rodamientos de bolas. Cuando pasa un barco con un campo EM alto, se inducirán corrientes de Foucault en estos rodamientos de bolas. Estas corrientes de Foucault son proporcionales a la velocidad de movimiento de un inductor en un campo, es decir, muy fuertes a la velocidad de una nave espacial.

Estas corrientes de Foucault generarán un campo magnético muy grande alrededor de las bolas de acero, que a su vez serán atraídos por el casco del barco o, de hecho, por el campo EM alrededor del barco mismo. ( Ley de Lenz : un campo magnético inducido se opondrá al campo que lo produjo). El barco no tiene que GOLPEAR los cojinetes de bolas, estos serán atraídos hacia el barco (acelerarán solos) y toda esta energía se restará del impulso de avance del barco. Al igual que los frenos eléctricos de un automóvil eléctrico: el motor se convierte en un generador y la energía vuelve a la batería).

Habría una repentina sacudida de desaceleración en la nave espacial objetivo, debido a tres factores. Una es que la nave choca contra una bola extraviada, pero estoy seguro de que el escudo ablativo podría resistirlo. En segundo lugar, la masa de los cojinetes de bolas que se unen magnéticamente y probablemente de forma no destructiva al barco, aumentan su masa y, por lo tanto, reducen la velocidad. Pero tercero, el campo EMF inducido que se opone al movimiento que lo creó en primer lugar. Esta fuerza, dadas las velocidades involucradas, sería la fuerza más fuerte y no dependería de la masa de los cojinetes de bolas.

Por supuesto, la nave objetivo podría evitar esto apagando todas las fuentes de radiación EM, pero esto potencialmente apagaría toda la navegación y los sensores. Además, sospecho que incluso una nave que viaja a través de la radiación de fondo produciría algún campo EM inducido a su alrededor. Sin embargo, una alternativa sería que los rodamientos de bolas fueran algo inteligentes. Al detectar una nave que se aproxima, generarían su propio campo EM. No solo se sentirían atraídos entre sí, sino colectivamente hacia el barco que se aproxima. El efecto sería como encerrar al barco que se aproxima en una red de pesca magnética.

Además de un movimiento defensivo de una nave al acecho, produciría una medida efectiva de limitación de velocidad alrededor de una estación espacial. Solo los vehículos que se aproximan a una velocidad muy baja en relación con la estación no serían 'frenados' por el sistema, un verdadero 'bache de velocidad' cuyo propósito es reducir la velocidad del conductor.

Ejemplo de edición

Este es un ejemplo de cómo se utilizan los frenos de inducción eléctrica para detener, por ejemplo, trenes y montañas rusas.

Un freno de corrientes de Foucault, también conocido como freno de inducción, freno eléctrico o retardador eléctrico, es un dispositivo que se utiliza para reducir la velocidad o detener un objeto en movimiento al disipar su energía cinética en forma de calor. A diferencia de los frenos de fricción, en los que la fuerza de arrastre que detiene el objeto en movimiento proviene de la fricción entre dos superficies presionadas entre sí, la fuerza de arrastre en un freno de corrientes de Foucault es una fuerza electromagnética entre un imán y un objeto conductor cercano en movimiento relativo, debido a las corrientes de Foucault. corrientes inducidas en el conductor por inducción electromagnética.

EDITAR Alimentos para el pensamiento sobre la 'pegajosidad'

El agua, o de hecho, la mayoría de los líquidos, no puede existir en el espacio. Con la presión ambiental casi nula (¿atmosférica? ¿no atmosférica?), las moléculas de casi cualquier líquido en el espacio se evaporarán casi de inmediato. Pero hierve, no en moléculas individuales, sino en 'grupos' de moléculas. Cuando los grumos, o partículas, se vuelven muy pequeños, ahora se 'congelan' (se convierten en un sólido); han perdido tanta energía al romper los enlaces moleculares en la 'ebullición inversa' (ebullición no porque se agregue energía externa adicional, pero hirviendo porque se baja la presión para que la energía existente provoque la ebullición) que ahora se solidifican en una finísima neblina de cristales .

Sin embargo, la propiedad de un líquido sería útil en este caso: los líquidos son deformables (húmedos) y pueden envolver un objeto cuando reciben un impacto. Esta es una propiedad 'pegajosa' de los líquidos. Se 'vierten' sobre un objeto, cubriéndolo, sin necesariamente 'impactar' el objeto a alta velocidad (el primer contacto sería un impacto, pero cuando el líquido restante rodea el objeto, no hay impacto catastrófico). Sin embargo, requiere energía para hacer esto, energía que se toma de la velocidad del objeto.

Entonces, ¿cómo reemplazar el enlace molecular de un fluido con otro enlace 'de tipo fluido' pero no molecular? Sí, por supuesto, el electromagnetismo. Sin flujo de corriente, no hay atracción magnética. Todos los rodamientos de bolas permanecen 'en reposo' entre sí en una nube inconexa. (Eventualmente, por supuesto, la gravedad los agruparía). Pero tan pronto como se inducen corrientes de Foucault en los cojinetes de bolas, las corrientes de Foucault producen un campo magnético y las partículas ahora se atraen entre sí. Uno seguirá al otro en un movimiento fluido. Incluso si se conectan, seguirán actuando como un "fluido", debido a su redondez. Pueden moverse unos sobre otros. Por lo tanto, pueden rodear otro objeto sin impactarlo con fuerza.

Pero aquí está la cosa. Inducir una corriente en estos rodamientos de bolas requiere energía. Cuanto más fuerte es la corriente inducida, más energía se 'gasta'. Esta energía proviene del impulso hacia adelante del objeto inductor. Pero cuanto más rápido se mueven los cojinetes de bolas en el campo, más fuertes son las corrientes de Foucault. Aquí hay una buena introducción a las corrientes de Foucault inducidas y la conversión de energía. Son tan poderosas que, como ya he dicho, las corrientes de Foucault inducidas en las ruedas de un tren pueden hacer que el tren se detenga.

Para aclarar por qué creo que habría un campo EM alrededor de una nave espacial, se han propuesto como un "escudo" para proteger la nave contra la radiación cósmica y demás. Los campos EM posiblemente podrían ser la tarifa estándar para las naves espaciales en el futuro.

TL:DR

Para aclarar, la idea de usar campos electromagnéticos inducidos en rodamientos de bolas no es usar la energía de impacto de un rodamiento de bolas 'estacionario' en una nave espacial en movimiento para causar destructivamente una pérdida de impulso de la nave, sino usar el impulso de la nave espacial para inducir un campo magnético en un cojinete de bolas estacionario, lo que hace que el cojinete de bolas acelere sin impacto a la velocidad de la nave espacial . Es esta aceleración de los cojinetes de bolas lo que en parte crea la resistencia del barco, lo que hace que disminuya su velocidad, no un impacto directo destructivo.

Otro factor en la pérdida de impulso hacia adelante en el barco es la pérdida de energía a medida que se convierte en calor en los cojinetes de bolas, a partir del flujo de corriente inducida (cortocircuito). Cuanto mayor sea el flujo de corriente inducida en los cojinetes de bolas, más calor se genera, más energía se toma del impulso de avance del barco.

Las corrientes de Foucault inducidas en los rodamientos de bolas se crean, en primer lugar, por el movimiento hacia delante del campo electromagnético alrededor del barco , en relación con los rodamientos de bolas estacionarios.

Me gusta una escena de la película La caza del Octubre Rojo.

¿Se puede lanzar un ICBM horizontalmente?

¡Seguro! ¿Por qué querrías?

Aprendemos de aquí que no es solo la desaceleración, sino el tiempo durante el cual un cuerpo está expuesto a la desaceleración. Entonces, necesitamos mucha aceleración por un corto período de tiempo o un poco de aceleración por un largo período de tiempo. Entonces, asumiendo algunos promedios y adivinando un poco, necesitamos 5G por 60 segundos o 50G por un segundo.

Escenario de referencia:

• Tu nave y mi nave son indestructibles.

• Según Wikipedia, un portaaviones de clase Nimitz completamente cargado tiene una masa de aproximadamente 91,8 millones de kg. Cuando realmente piensas en lo que se necesitaría para mover un barco y carga/armamento a través del espacio, creo que este es un excelente punto de partida. Entonces, la masa de ambos barcos (para matemáticas convenientes) es 10 ⁸ kg.

• Somos sub-luz. Supongamos 0,1c o unos 30.000.000 m/s. La nave objetivo se desliza a esa velocidad. Entonces, energía cinética =$\frac{1}{2}mV^2$o$45e^{21}$julios

• Mi nave ya está cara a cara con la tuya. Y enciendo mis motores para acelerar al 5G durante 60 segundos. Todos están muertos, pero ignoremos eso por un momento.

Así que apliqué 16 mil millones de newtons de fuerza durante 60 segundos para obtener 960 gigavatios de potencia. Necesitas crear tanto poder en fricción con, supongo, algún agente (como la arena) que llevas contigo. Aquí están sus problemas:

1. Comenzamos con una masa opuesta igual a la masa que se aproxima. Si vas a usar una masa desechable (es decir, quieres vivir el encuentro), entonces debes llevar esa masa contigo (esa es tu nave de 10 8 kg que transporta una babosa de 10 ^{8 )} o necesitas viajar en la dirección opuesta con una velocidad más alta que la de tu oponente (cuánta más alta depende de la cantidad de masa que puedas transportar contigo). Dado que la energía cinética aumenta según el cuadrado de la velocidad, si puede moverse contra su oponente a la misma velocidad inicial (un total de 2X delta-V), entonces puede transportar el 25% de la masa. Pero eso significa que te estás moviendo a 0.2c (en mi ejemplo).

2. ¿Recuerdas nuestra estipulación de que los barcos son indestructibles? El autor Larry Niven eludió algunas realidades desagradables en sus historias al declarar que los cascos de General Products eran indestructibles ("una molécula gigante generada artificialmente, con enlaces interatómicos fortalecidos artificialmente", lo que hace que el casco resista "cualquier tipo de impacto y calor en los cientos de miles de grados." CF Flatlander ). Si a ti te parece bien, a mí me parece bien, pero si tus naves son destructibles, una desaceleración de 5G durante 60 segundos sería devastadora. Recuerde, la parte trasera del barco quiere desacelerar más lentamente que la parte delantera. Esa es la razón por la que los autos que chocan contra las paredes parecen latas de cerveza aplastadas.

3. La fricción provoca, entre otras cosas, calor. Parte de la energía cinética perdida a través de la desaceleración se destinará a empujar la masa que está en su camino. Pero parte de ella se convertirá en calor. mucho calor

Ahora, para ser justos, los aviones de combate capaces de girar 9G no se queman como una vieja bombilla de flash, pero tampoco mantienen 9G durante 60 segundos. Sin embargo, uno esperaría que los números 2 y 3 fueran parte del proceso de diseño de la nave.

Por cierto, no hay mucha diferencia usando la segunda velocidad de desaceleración (50G por 1 segundo). Se trata de la misma cantidad de fuerza. La mayor diferencia es cuánto necesita distribuir la masa (a lo largo de un camino de 1,8 millones de km o 30 000 km).

Entonces, el verdadero problema es el número 1

¿Puedes reducir la velocidad de un barco a través de la fricción de modo que solo muera la tripulación? Sí. ¿Es práctico? No.

• Debe transportar una masa igual a la masa del barco objetivo o viajar sustancialmente más rápido que el barco objetivo. Es una compensación.

• En Low-A, estás obligado a depender del tiempo de reacción de tu oponente. En mi ejemplo, 60 segundos es mucho tiempo y tu oponente puede "levantarse" y salir del campo de escombros. Si trae suficientes escombros para evitar que eso suceda, está aumentando sustancialmente la cantidad de masa que está transportando.

• En A alto, te ves obligado a depender de un tiempo realmente preciso para dejar caer la carga. Tienes una oportunidad, luego tardas un mes en dar la vuelta (y tienes que ir a recoger otra carga de arena).

Una cosa más...

Antes de irnos, tenga en cuenta que hay dos formas de ver esto. Una es la emboscada pirata donde ven el barco objetivo y actúan para ir a buscarlo. Eso es poco probable dado el tamaño del espacio y las velocidades involucradas. El otro es el ataque planificado en el que conoces el camino de tu enemigo antes del ataque y puedes tenderle una trampa.

¿Por qué menciono esto? Porque la idea de la fricción es una solución única. Tienes una oportunidad. Entonces te quedas sin material abrasivo (o estás acarreando tanto que eres una ballena grande y lenta que es fácil de acelerar o realmente fácil de lanzar misiles). También está la pregunta de qué tan lejos (en el tiempo) puede detectar una embarcación entrante. Un montón de feo en esa situación.

Pero como un ataque planificado en el que se conoce la trayectoria del objetivo... entonces tienes tiempo para esparcir el abrasivo, y cuanto más largo sea el campo, mejor, ya que sería más difícil (menor masa por metro cúbico) de detectar ( teóricamente, hay algunos argumentos que hacer aquí). Esta es la solución del Titanic golpea el iceberg. Y en este caso, creo que es una idea genial de historia/mundo.

Lanzar algo en su camino crearía más problemas debido a que golpean algo a velocidades tan altas que a través de la desaceleración, aunque la desaceleración en sí misma.

El uso del agua como tal peligro ha sido explotado como recurso argumental por escritores como Larry Niven y David Brin. (Debido a su aparente inocuidad y su facilidad de transporte en forma densa, y canalización cuando sea necesario).

Para obtener realmente solo daño por desaceleración, tendría que alejar el peligro lo suficiente como para que puedan detectarlo, pero solo lo suficiente como para que sus opciones para evitarlo se limiten a una desaceleración fuerte.

TL; DR Necesitas detener por completo un barco de 17 km/s en 0.035 poco menos de 35 segundos para matar a la tripulación.

La mayoría de las naves espaciales son bastante frágiles y chocar contra algo podría ser muy malo. Una búsqueda en Google muestra que el grosor mínimo de la ISS , que aunque probablemente no sea la mejor respuesta, es de 4,8 mm. Incluso si tuviera esta tecnología de desaceleración, probablemente sería mucho más fácil pincharla con una aguja y dejar que el aire se drene, matando a toda la tripulación adentro y dejando la carga un poco fría pero en general bien.

De todos modos, la desaceleración severa PODRÍA funcionar, pero tendría que ser una desaceleración bastante rápida. Si tu barco objetivo va demasiado rápido, podría terminar destruido y entonces tu badén no tiene sentido porque no puedes capturar la carga. Dices que quieres que incapacite a la tripulación enemiga, lo que interpreto como "muerto, inconsciente o no apto para el combate", pero así soy yo. Una cosa con la que te puedes encontrar es que necesitas detenerlos muy rápido. Los accidentes automovilísticos y las carreras de resistencia tienen una desaceleración severa, y la mayoría de las veces las personas están vivas, y principalmente en el caso de las carreras de resistencia, las personas se ponen de pie relativamente rápido. Pero esto es ESPACIO, no hay gravedad, por lo que incluso si se rompen las piernas, pueden agarrar un rifle y agarrarse a una pared. Para tener una señal de alto efectiva, los necesita noqueados o muertos,

Pero digamos que el barco es inmune a romperse, entonces tenemos que detenerlo rápidamente. Si asumimos que su nave va a la misma velocidad que la Voyager, entonces va a 17 km/s, o un poco más de 38 000 mph. Esto es mucho más rápido de lo que podría ir un automóvil, por lo que no puede probar exactamente el punto en el que se desmaya o muere. La mayor cantidad de g que alguien ha tomado antes es de aproximadamente 42 g, pero su tripulación probablemente esté capacitada para esto, por lo que podemos redondear hasta 50 g. ¡Así que veamos qué tan rápido tenemos que parar para llegar a 50 g!

Así que trabajemos hacia atrás desde 50gs. Usaré el sistema métrico, así que multiplicamos por 9,8 m/s para obtener 490 m/s como la desaceleración que necesitamos obtener. Ahora necesitamos una velocidad inicial, una velocidad final y el tiempo que tarda en reducir la velocidad. Como dije antes, usaré 17 km/s como velocidad inicial y como velocidad final usaré 0 km/s para detenerlo por completo. El tiempo es la variable que iremos modificando hasta obtener el resultado deseado. Después de hacer algunos cálculos, el tiempo terminó siendo alrededor de 0,035 poco menos de 35 segundos para obtener una desaceleración de 490 m/s. Cómo lo detengas depende de ti, este es el tiempo que tienes para detenerlo si quieres que la tripulación quede incapacitada.

Sé que esta es una respuesta a medias, pero mi conocimiento sobre CÓMO se detendría es nulo, y solo busqué en Google la mayoría de estas cosas aquí. Probablemente deberías verificar esto tú mismo en caso de que haya hecho algo mal, pero estoy bastante seguro de que esto es correcto.

Voy a señalar, porque nadie más lo ha mencionado, que un 'bache de velocidad' convencional no desacelera un automóvil en absoluto. Un badén introduce un movimiento vertical extremadamente desagradable : uno ortogonal a la dirección de viaje, pero proporcional a la velocidad del movimiento. Los automóviles desaceleran porque los conductores quieren evitar esa sacudida, no porque el badén haga algo para reducir la velocidad del automóvil. Uno puede conducir sobre un badén a 60 mph si lo desea, y no reducirá la velocidad del automóvil; simplemente hará que el automóvil corcovee como un potro salvaje y les dará a los pasajeros una sensación de caída libre por un segundo o dos antes de que la parte delantera se estrelle.

Con eso en mente, podría ser más inteligente considerar un empuje ortogonal de precisión, una especie de maniobra espacial PIT, diseñada para enviar la nave en un giro (empuje dirigido a la cabeza o la cola), o sacudirla severamente hacia los lados (empuje dirigido a la cabeza o a la cola). centro de masa). Esto podría hacerse con chorros de agua o gas, posiblemente con un campo magnético, pero el objetivo sería obligar al piloto a desacelerar tan pronto como se dé cuenta del 'golpe' para mantener el control de la nave. Estoy seguro de que alguien más puede resolver las matemáticas; No estoy para eso hoy.

Sí, una Speed ​​Cloud hecha de arena.

Descargo de responsabilidad: responder a mi propia pregunta con fines de referencia, pero la respuesta aceptada arrojó una mejor configuración . Esta respuesta se basa en que la nave espacial tenga suficiente fuerza en el casco para sobrevivir a los golpes de los granos de arena.

Si asumimos que la arena no pulverizará el casco (asegurándonos de que estén en una nube, en lugar de un bloque condensado), todavía tenemos la pregunta de si la desaceleración real se puede hacer con una cantidad razonable de arena. A partir de algunos recursos e inspiraciones de otras respuestas podemos hacer algunos cálculos:

Suponiendo un transbordador espacial muy normal, moviéndose a unos 15.000 m/s (1/20.000 de la velocidad de la luz), con un peso de 120.000 kg.

Golpea un bloque de 4000 kg de material de densidad similar al agua, digamos, arena, que es un 40% más densa y se esparce en una nube. La arena sería muy fácil de almacenar y encajaría en un cubo condensado de 1,4x1,4x1,4 m cuando no esté en uso.

Lanzamos esto en una calculadora de conservación del momento :

El punto importante a tener en cuenta es el delta-v para la nave espacial, sentado a 500 m/s. Según el recurso proporcionado por @JBH, 50 g en un segundo, o 4-6 g en más de unos pocos segundos es suficiente para matar a la mayoría de las personas. Como referencia, los choques automovilísticos tardan fracciones de milisegundo en el cambio de velocidad delta para objetos del mismo peso, pero incluso si asumimos que tarda mucho, mucho más tiempo, 5 segundos, llegamos a 10 g de desaceleración en 5 segundos, o 50 g más . un segundo completo, suficiente para matar a casi cualquier ser humano. (Gracias @NuclearWang por señalar el error anterior en el cálculo de G).

Esencialmente, una nube del ancho y la altura de la nave espacial (6 m), extendida a lo largo de 0 a 1 a 5 segundos de viaje o menos (~0-15 km-75 km) debería ser suficiente para incapacitar a la tripulación.

Si asumimos un barco masivo que mantiene una velocidad lenta de 15,000 m/s, no tomará más de 3400 metros cúbicos de material, almacenándose en un cubo de 14x14x14 metros. Se puede ver que la cantidad de arena necesaria escala linealmente, debido a que la transferencia de cantidad de movimiento es el factor considerado en delta-v.

Por lo tanto, una colisión con una nube formada por unos pocos metros cúbicos de arena es suficiente para matar a la mayoría de los miembros de la tripulación de las naves espaciales solo con la desaceleración.

Esto significa que al usar una nube de arena, o una 'nube de velocidad', podríamos evitar destruir la nave espacial siempre que la arena no esté en grandes grumos. Al usar una nube, la desaceleración ocurrirá a lo largo de toda la superficie frontal de la nave espacial que se aproxima. Esto causaría menos daño a la nave espacial en sí, pero sería suficiente para lesionar letalmente a la tripulación solo con la fuerza de desaceleración.

Me voy a ir muy lejos en una tanget en esta respuesta.

Me parece que lo que buscas es alguna forma de ' fricción en el espacio '. Es decir, algo que ralentizará la nave sin impactar con ella. Como un barco que atraviesa el agua, donde el agua cambia de densidad (a través, por ejemplo, de algas), o un automóvil que cambia de la carretera a la arena. No un badén (que requeriría un cambio de gravedad repentino, fuerte y muy local), sino una trampa de arena.

Pero el espacio no tiene fricción.

Excepto que lo hace.

El campo de Higgs es tan nuevo que aún no se ha infiltrado en la escritura de ciencia ficción. Simplemente no sabemos lo suficiente al respecto, por lo que no se usa, ni siquiera se especula sobre él. Usamos cualquier otro campo (EM, gravedad, por ejemplo) pero no el campo de Higgs. Este campo ha sido descrito como un campo pegajoso que le da inercia a todo, y está presente en todas partes en todo el universo. También parece ser uniforme en "densidad" en todo el universo. Hace que sea difícil ponerse en marcha, difícil detenerse, pero cuando va a una velocidad constante, no ofrece resistencia. Dado que esencialmente no existe algo que no tenga "absolutamente velocidad", el campo de Higgs está influyendo en todo, en cuanto a la inercia, excepto que exhibe su efecto solo en el cambio de velocidad.

Así que aquí está la cosa. ¿Qué sucede si el campo de Higgs o el número de bosones de Higgs cambia de densidad? Sería como tratar de acelerar o desacelerar un objeto. De hecho, planteo que causaría aceleración o desaceleración, si la inercia cambiara. Si de alguna manera se diseña un arma que pueda modificar el campo de Higgs, por ejemplo, creando un bloqueo de una gran cantidad de bosones de Higgs, entonces cualquier cosa que ingrese a esta área alterada experimentaría un cambio dramático en la "resistencia de inercia". Sería como un coche que pasa de conducir por una carretera a conducir por la arena. La nave espacial experimentaría una desaceleración repentina, sin chocar contra nada. Siempre que la nave pudiera resistir el cambio de inercia a través de la amortiguación de inercia, estaría relativamente ilesa. Sin embargo, si las fuerzas g creadas por la desaceleración fueran lo suficientemente grandes,

Esto no es ciencia dura, pero ciertamente es ciencia especulativa, dentro del ámbito de lo que se sabe sobre el campo de Higgs, con un poco de mano.

Creo que estás pensando demasiado en esto.

Tomemos un arma más simple: una "mina" espacial: es un misil que no intenta ir tras su objetivo, solo intenta interponerse en el camino. (Piense en el portero en el fútbol). Están sembrados en el espacio, si sienten (o se les informa) una nave enemiga que va a pasar lo suficientemente cerca, se colocan al frente y se quedan allí si intenta maniobrar.

Toda la desaceleración se entregará a la vez, produciendo el máximo daño para la masa involucrada. Nada se desperdicia estando demasiado a un lado: cualquier mina que esté demasiado a un lado sigue siendo una mina funcional y puede enfrentarse a otro barco o ser recogida y movida en una fecha posterior. También atravesará mucha más armadura que cualquiera de las cosas ligeras en las que estás pensando.

Suponiendo que su barco (120 000 kg a 15 000 m/s), una mina de 100 kg y medio metro de ancho, obtengo una desaceleración máxima de 45 GN; por una pequeña fracción de segundo, está viendo 38 239 g. Si estás en un casco de General Products estás muy, muy muerto, con algo más cuerdo la nave se va a doblar es como si cayeras 8 metros en la Tierra. No es una muerte segura, pero la tripulación definitivamente no es funcional en ese momento. También tiene un boom equivalente a 2,5 t de TNT (pero mucho más destructivo ya que la energía se dirige completamente hacia adentro).

Esta será un arma mucho más efectiva que cualquier pequeña materia dispersa. Además, la materia dispersa es el equivalente a los torpedos de la Segunda Guerra Mundial, vencidos por el zig-zag.

Desafío de edición de fotogramas:

En los comentarios trasladados al chat, el OP insiste en que un objeto "estacionario" es la respuesta para paralizar a una tripulación, pero que mantenga la nave intacta. Se argumenta en la pregunta que no es astronómicamente imposible que alguna nave deambule hacia esta trampa sin que sea completamente masiva en tamaño. También se supone que un golpe de 15k m/s no destruirá por completo una nave.

El espacio es tan grande que 2 naves que están en el mismo sistema solar y se notan entre sí es bastante baja en la escala de probabilidad, a menos que sea un sistema habitado conocido. Tener una "trampa de arena" de cualquier material o partícula de tamaño tendría que ser enormemente grande. Sería tan grande que no sería económicamente viable hacerlo realidad. Y si se hizo en un sistema habitado, cualquier autoridad que esté cerca intentará advertir a los barcos que se alejen o tratará de limpiarlo.

En cuanto a las fuerzas involucradas en un impacto de 15k m/s, un impacto de 1 tonelada de material, incluso en gránulos de 3 g, tendría una fuerza de impacto de 10^11 julios. Eso destrozaría por completo casi cualquier cosa. Un kilotón de TNT es 4.184 × 10 ^ 12 J, pero la mayor parte se dispersa lejos del objetivo. Piense en eso como una carga con forma donde solo el 10% está contra el casco de un barco. Esa es una enorme cantidad de fuerza para que una nave pueda manejarla. Y 1 tonelada de material es una pequeña fracción del material necesario para hacer una trampa como esta.

Y debido a que es tan grande y tiene tanta masa, cualquier nave razonable tendrá sensores para notificar a la tripulación que evite esa parte del espacio.

Desafortunadamente, esta idea de "reductor de velocidad estacionario" simplemente no se sostiene. Hay demasiadas razones por las que no funcionará, y eso ni siquiera entra en la mecánica celeste o los efectos gravitatorios de los planetas cercanos u otros cuerpos. También ignora los efectos gravitatorios de sí mismo, si se supone que es una masa distribuida de pequeñas partículas. Y un líquido como el agua se congelaría o sublimaría, por lo que cambia la forma en que impacta en la nave, pero no su capacidad para ser detectado por los sensores de la nave.

El OP debería reconsiderar el marco de preguntas para que sea más factible en términos de física real y leyes astronómicas.

Finalizar edición.

Lo que usted y la mayoría de las otras Respuestas están pensando están en el orden de las cargas de profundidad. Estas son cosas que golpean el objetivo y causan daño directo o intentan ralentizar el barco. Hay un par de problemas con eso.

La primera es que un dispositivo explosivo tendría que estar bastante cerca para causar daño cuando detona, ya que solo se expulsan la metralla y algunos gases, que se disipan con bastante rapidez en el vacío y no propagan una onda expansiva. E incluso con una gran cantidad de metralla y una gran explosión, tendría que ser un porcentaje significativo de la fuerza de la nave objetivo para tener algún efecto real para frenarlo. Incluso una bomba nuclear podría no tener suficiente potencia para reducir la velocidad, a menos que también quieras destrozar la nave.

El segundo problema es la diferencia de velocidad de la embarcación y el material que se le lanza. Para hacer una gran diferencia para la nave que te persigue, debes expulsar la masa a alta velocidad, de lo contrario, simplemente flotará entre tú y ellos en una relativa falta de movimiento. No hay viento que lo frene por ti, así que tienes que hacerlo tú mismo. Y eso podría incluir explosivos, que podrían dañar su propia embarcación. Simplemente dejar que ocurra la descompresión probablemente no sea suficiente, ni mantendrá las cosas lo suficientemente concentradas como para significar mucho. Y cuando te quedas sin material, explosivos o aire, no te queda ninguna defensa.

La parte 2 del segundo problema es que si lanzas material a un barco que te sigue, también te estás lanzando hacia adelante con la misma fuerza. Dado que está tratando de obligar a su perseguidor a reducir drásticamente la velocidad, también está acelerando drásticamente. Claro, la masa de cada nave depende de cuánto suceda cada una, pero una nave grande probablemente no tenga mucho que temer de una nave más pequeña en distancias interestelares.

La parte 3 del segundo problema es el hecho de que no es probable que la siguiente embarcación los siga directamente, por lo que la fuerza de esta masa que los golpea tendrá que ser mucho mayor, o solo hará que se desvíen del rumbo, en lugar de que ralentizarlos. Además, podrán esquivar la masa, a menos que la masa se extienda, lo que significa que se necesita aún más masa para reducir la velocidad del barco perseguidor. Esto se vuelve muy caro rápidamente. Y como el perseguidor no está detrás de ti, aún necesitarás una computadora para calcular las trayectorias para hacer que cada golpe al menos intente contar.

Además de todo eso, la ecuación de la energía cinética está ponderada para que la velocidad importe más que la masa. KE = 1/2 mv^2 Lo que esto significa es que si duplicas tu masa, duplicas tu fuerza, pero si duplicas tu velocidad, cuadruplicas tu fuerza.

https://www.calculatorsoup.com/calculators/physics/kinetic.php

Hagamos algunas matemáticas. He aquí algunos ejemplos simples:
M = 1, V = 1; F = 0,5
M = 2, V = 1; F = 1
M = 1, V = 2; F = 2
M = 2, V = 2; F = 4
M = 4, V = 2; F = 8
M = 4, V = 4; F = 32
M = 10, V = 10; F = 500
M = 20, V = 10; F = 1000
M = 10, V = 20; F = 2000
M = 20, V = 20; F = 4000

Mostré esto sin unidades, ya que eso realmente no importa en este momento. Mientras use las mismas unidades, las diferencias siguen siendo las mismas. (Si no puede pasar toda la comparación "sin unidades", la masa es kg, la velocidad es m/s y la KE es Joules).

Entonces, ¿qué significa esto? Usa proyectiles de masa pequeña y alta velocidad para tratar de ralentizar a tu adversario. A veces, estos se llaman rondas de cañón de riel, pero generalmente causan más daño directamente que ralentizar a alguien. Además, todavía tiene que lidiar con el problema 2.2, que es la tercera ley del movimiento de Newton.

https://en.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_laws_of_motion