Maneras de detectar láseres desde lejos

No bloquees el tiro: bloquea donde están apuntando.

Básicamente: no puedes bloquear el láser una vez que se ha disparado, ya que el momento en que sabes sobre el láser es cuando te golpea. Lo que puedes hacer es controlar las emisiones/luz que rebota en tu enemigo antes de que se dispare el láser.

Para que esto funcione, necesitas dos cosas en tu barco y una cosa más para que sea cierto:

1: Necesita paquetes de sensores estúpidamente buenos que puedan rastrear amenazas cercanas y sus emisiones/cualquier luz que rebote en ellas. El uso de LIDAR (como un radar pero con láser) para identificar amenazas potenciales de forma activa sería útil, pero un poco anula el punto aquí...

2: necesita un software de análisis de amenazas estúpidamente bueno que pueda identificar 'me están apuntando con sus armas' y 'su arma está a punto de disparar x tipo de láser', y mostrar el blindaje apropiado más rápido de lo que pueden apuntar y dispararle. .

3: Las armas enemigas deben ser visibles desde tu nave para que sepas dónde te golpeará el láser. La exactitud de estas medidas dependerá de cuán precisos deben ser sus láseres/escudos. Más precisión significa que se necesita mejor información sobre la posición del arma láser, pero si tus escudos cubren arcos completos de la nave, entonces puedes salirte con la tuya sabiendo que "mi enemigo está por ahí".

Una vez que tengas esas cosas, puedes abrir los escudos en el instante en que obtienes la radiación de tu enemigo, "me están apuntando y disparando", bloqueando así el láser que llegará poco después.

Este método puede ser bloqueado/interferido/interferido de muchas maneras maravillosas, desde tu propio escudo cegándote temporalmente hasta que tu enemigo despliega drones que falsifican las firmas láser activas para que tus defensas no puedan enfocarse, pero si puedes ver a tu enemigo, puedes usar esto como un método de defensa preventiva.

Un rayo láser está hecho de fotones, y los fotones viajan a la velocidad de la luz. Por lo tanto, cualquier cosa que emitan llegará al objetivo junto con el láser, y no tiene mucho uso.

La única forma es detectar la huella digital del dispositivo utilizado para emitir el láser, que necesariamente estará funcionando antes de la emisión del láser.

Si el láser de rayos X tiene una huella digital diferente a la del láser IR, entonces el objetivo puede ajustar el escudo en consecuencia. Tenga en cuenta que la huella dactilar puede preceder al disparo de unos pocos milisegundos o incluso menos, por lo que el escudo debe poder ajustarse rápidamente.

Sin embargo, también asumo que el atacante también intentará proteger o alterar las huellas dactilares, de modo que el objetivo se sienta atraído a usar el escudo incorrecto.

Si no detectas las naves enemigas y sus capacidades láser, simplemente no tienes tiempo para detectar los disparos láser a medida que avanzan a la velocidad de la luz. Para tu barco, el momento en que ves el disparo es el mismo momento en que te golpea.

Pero hay formas de combatir los láseres.

1. Todas las naves querrían tener buenas capacidades de detección y cierto grado de sigilo para poder detectar las naves enemigas primero o aumentar el rango desde donde pueden ser atacados lo suficientemente lejos. La larga distancia permitiría emplear patrones evasivos en el movimiento de su nave. Por ejemplo, a la distancia de la Tierra-Luna, la nave enemiga necesitaría "adivinar" dónde estará tu nave en 1,3 segundos. Intentan predecirte o acercarse y ambas naves se detectan entre sí.

   Los láseres pueden parecer líneas, pero son más conos, por lo que la distancia adicional esparce su energía sobre más área.

2. Defensa pasiva . Su casco se puede cubrir con capas de superficies reflectantes con un espacio con láminas de metal, que cuando son golpeadas por un rayo láser de alta energía se evaporan y producen nubes de plasma, que absorben aún más energía de los láseres.

3. Uno híbrido . Usa drones de sábanas flotantes alrededor de tu nave, que cubren la nave si existe el peligro de un ataque con láser o cualquier otro método que te dé tiempo para detectar las naves enemigas y devolver el fuego.

Para un escudo más efectivo, puede usarlos en capas. Cada capa es óptima para diferentes tipos de láser. Después del análisis del ataque o el escaneo del atacante detectado, convierte la mayoría de sus capas a la versión óptima. Los métodos anteriores pueden usarse para darle más tiempo para los preparativos.

Hay dos posibles formas de ajustar los escudos. Uno de teledetección, uno de detección directa.

Sensores remotos:Para un arma de velocidad de la luz, si la primera vez que se dispara en una batalla es contra usted y si da en ese tiro, entonces el primer aviso (aparte de tener un "caparazón" de FTL que detecta algo) obtendrá de eso es de en realidad te golpea. Ver detección directa para ese caso. Sin embargo, si alguna vez se dispara otras veces antes del disparo que te golpea (contra otros objetivos, o contra ti y falla), entonces tienes la oportunidad de determinar su frecuencia. Los láseres tienen una propiedad muy reveladora que los hace relativamente fáciles de distinguir, y es que son extremadamente monocromáticos. Esto es lo que hace que sea relativamente fácil fabricar "detectores de radar" láser (en realidad, detectores lidar) para automóviles en la Tierra. El láser de un lidar policial se dispersa un poco por el polvo y por cualquier otra cosa que golpee y esa dispersión combinada con el hecho de que es extremadamente monocromática hace que sea relativamente fácil de distinguir de otras fuentes EM. Para las armas láser nacidas en el espacio, bueno, incluso en el espacio hay algunas partículas. La exosfera observable de la Tierra se extiende hasta al menos 10.000 km. Para algunos planetas, esto posiblemente podría extenderse mucho, mucho más. Incluso lejos de un planeta con atmósfera, siempre hayalgo de polvo, algo de hidrógeno, en algunas áreas mucho más que en otras. Y, presumiblemente, en un área donde hay una batalla espacial, podría haber muchas "cosas" alrededor que podrían causar la dispersión de un arma láser. Gas y partículas de motores y propulsores, escombros, atmósfera de naves ventiladas y cascos de otras naves golpeadas con las mismas armas. Y con armas láser, que presumiblemente son bastante poderosos, no se necesitaría mucho para crear suficiente dispersión para que otra nave lo detecte. De hecho, puede haber suficiente dispersión solo de la propia lente de enfoque del láser, ya que ninguna lente es perfecta. Los operadores y los sistemas de gestión de amenazas objetivo y de combate de los barcos se pueden configurar para buscar esa dispersión monocromática y rastrearla hasta el barco que dispara para determinar los mejores parámetros de escudo para usar con las armas de ese barco. Si bien la nave que dispara puede tener más de un arma láser, es poco probable que cualquier arma pueda disparar muchas frecuencias diferentes. Los láseres son algo, al menos con la tecnología que podemos prever razonablemente hoy en día, que realmente no se puede hacer que sea ágil en frecuencia.

Detección directa Como se mencionó anteriormente, en un escenario donde hay un disparo sorpresa, donde un barco enemigo dispara por primera vez contra ti y ese disparo impacta, entonces el primer aviso que tendrás es que el disparo te impacta. Fuera de FTL algunas cosas. Sin embargo, eso no significa que el juego haya terminado. La gente tiende a pensar que un láser golpea o no golpea. En realidad es, por supuesto, más complicado. La cantidad de energía realmente transmitida por un arma láser dependerá de la potencia de salida del láser (en vatios) y el tiempo que permanece en el objetivo: E = P × tlo que significa que un factor importante en la protección de sus escudos contra un láser para el que no están configurados actualmente será su tiempo de reacción. Las mejores máscaras para soldar, que protegen sus ojos de la luz de intensidad extremadamente alta de la soldadura por arco a distancias cortas, son las máscaras LCD. Son, esencialmente, solo una gran celda individual de cristal líquido entre dos paneles de vidrio, conectada a un sensor de luz. Cuando el sensor de luz se apaga, la pantalla LCD se oscurece y bloquea la luz. Pero esto significa que parte de esa luz ya ha pasado el filtro cuando reacciona. La clave es, ¿hubo suficiente para dañar la retina? La respuesta es no: se ha comprobado que este tipo de máscaras es segura y está regulada por muchas agencias de estándares nacionales diferentes. Entonces, cuanto menor sea el período de tiempo, t, que el láser está sobre usted, menos energía se transmite realmente a la nave. Con una reacción del escudo lo suficientemente rápida, esencialmente no habría daño. No importa la potencia, P, del láser, cuando t tiende a cero, también lo hace la cantidad de energía transmitida a la nave. Por supuesto, cuanto más poderosa es el arma, más rápido deben reaccionar los escudos para evitar daños. Esto podría inferir una "carrera armamentista" tratando de hacer láseres que produzcan pulsos de muy alta energía y escudos que reaccionen más rápidamente.

Miras qué arma te está apuntando.

Los láseres en realidad no son muy buenos como armas a distancia en el combate espacial. El láser se dispersará demasiado y perderá la energía que tiene en demasiada superficie para ser efectivo. Además, disparar un láser genera mucho calor en la propia nave, que es muy difícil de eliminar en una nave espacial. Esto significa que los láseres son en su mayoría thr CIWS de futuras naves espaciales. Excelente para la defensa puntual contra cazas y misiles entrantes, pero inútil contra objetivos de largo alcance.

Ahora imagina que debido a que tienes escudos, tus peleas suceden a un rango mucho más cercano. Ahora que el láser es efectivo, ¿verdad? Desafortunadamente tienes un escudo que puede desviar laaers. Esto significa que necesita alterar su escudo para que sus láseres tengan el menor efecto en su propio escudo o perdería potencia de fuego y deshabilitaría un poco su propio escudo. Pero dado que su enemigo puede simplemente medir qué longitudes de onda penetran a través de su escudo, simplemente puede hacer que su escudo sea opaco a esas longitudes de onda, neutralizando el efecto de esos láseres.

Ergo: puedes reaccionar ante algo que se mueve a la velocidad de la luz sabiendo lo que se necesita para disparar algo a la velocidad de la luz.

Lo tienes al revés

Detener proyectiles sólidos con un plasma atrapado es mucho, mucho más difícil de lo que parece imaginar. Como ejemplo, considere un vehículo de reingreso: esa cosa que calienta la nariz es un plasma. Después de unos cientos de kilómetros de eso, todo lo que se vaporiza es el escudo de ablación.

(Como un pequeño aparte, el plasma no queda atrapado entre campos magnéticos; está atrapado dentro de un campo magnético, entre zonas de alto gradiente de campo Z, que tienden a reflejar iones). En contraste, cualquier plasma lo suficientemente denso como para vaporizar un proyectil durante los milisegundos que tarda en pasar serán bastante opacos para todas las ondas EM.

También hay muchos otros problemas con las armas de rayos. Los escritores que han pensado en los problemas de ingeniería parecen asumir que el combate espacial considerará 100 km como un "rango directo", y la mayoría de los enfrentamientos serán a varios miles de kilómetros. En estos rangos, simplemente enfocar el haz en el objetivo lo suficientemente fuerte como para causar daño es extremadamente difícil. Se vuelve prácticamente imposible si el objetivo comienza a esquivar al azar; un escudo de plasma aumenta aún más el umbral de potencia requerido para el daño.

Por lo que parece prácticamente obligatorio que las armas tengan guiado terminal. Una vez que tenga eso, incluso los misiles bastante simples pueden destruir todas las naves espaciales excepto las más extremadamente blindadas. (Para complicar la evasión, deben, por supuesto, ser sigilosos, con la piel helada con helio líquido y correcciones de rumbo mediante motores de baja firma como gas frío, cañones de riel o propulsores de iones).

Además, vaporizar el proyectil no es suficiente:

1. Si es un arma letal cinética, todavía tiene la misma masa y golpea a la misma velocidad de impacto de hipervelocidad. La profundidad de penetración exacta cambiará un poco, pero por encima de cierta velocidad, la dureza del proyectil no hace mucha diferencia.
2. Si, como es más probable, es un misil con una ojiva, simplemente detona cuando su sensor de proximidad detecta que su plasma está lo suficientemente cerca. Dada la escala del combate espacial, lo más probable es que sean nucleares. Contra la mayoría de los objetivos, simplemente detonar cerca será suficiente: maldito sea el escudo de plasma. Para armaduras muy pesadas, como el clásico "acorazado de asteroides ahuecado", puede usar el hohlraum de rayos X de un dispositivo de fusión como controlador de compresión de una carga de efecto Munroe para proyectar unas pocas toneladas de plasma de tungsteno hacia adelante a varios cientos de kilómetros. por segundo. ¡Debido a las presiones extremas alcanzadas en este tipo de dispositivo, la densidad del plasma de tungsteno es varias veces mayor que la densidad del metal sólido! Intenta atrapar eso con tu espejo magnético.

Por cierto, los problemas de la física del combate espacial fueron explorados con bastante detalle por el juego de rol de la ópera espacial "Traveler" en la década de 1970.

Hacer que el láser toque la nave no anularía el propósito de un escudo. Las armas láser generalmente funcionan calentando todo lo que golpean. Asumiendo que no estás pensando en rayos de muerte instantáneos, probablemente el láser tarde un tiempo en causar un daño significativo. Su nave podría ser golpeada por un tiempo muy corto y luego ajustar los escudos; suponiendo que este proceso sea rápido, probablemente sufrirá daños mínimos, si los hay. Al igual que cuando tocas algo caliente, inmediatamente quitas la mano y sufres quemaduras mínimas (o ninguna, si tienes suerte); si no lo hicieras, tu mano terminaría asada.