Estoy creando un mundo donde el viaje interestelar sub-FTL es una cosa, y también lo es la guerra interestelar, pero para el propósito de esta pregunta asumiremos que la escala es de un solo sistema.
Las naves espaciales han evolucionado bastante desde nuestra era actual, y varían en tamaño desde varios metros (algo así como 2 veces más grandes que el caza de superioridad aérea promedio, tener una nave tripulada digna del espacio no puede ser más pequeña que esta en mi universo ) hasta 20 kilómetros en forma de submarino espacial ampliado.
Las armas vienen en diferentes formas y tamaños (proporcionales al barco que las lleva) y se pueden dividir en 3 categorías:
Misiles: solo su carga útil diaria que lleva un palo de fuego autopropulsado, también podría llamarlos torpedos en este punto, realmente no hace una diferencia hasta donde yo sé. No serán más grandes que un misil balístico intercontinental y la tecnología no evolucionó mucho aparte de la orientación y la capacidad espacial.
Láseres: se utilizan principalmente como contramedida y/o para interferir con los sistemas de objetivos enemigos a corta distancia (y ocasionalmente para cegar al comandante enemigo a través de la ventana como una broma).
Cañones de riel: aquí es donde la I+D tuvo más éxito, ya que esos cañones pueden llegar a ser bastante grandes (¿recuerdan los barcos de 20 km?) y el proyectil más grande hasta la fecha tiene la friolera de 100 m de largo y puede viajar a 30 km/s. Imagen lanzando Saturno V a la nave enemiga). Tenga en cuenta que para proyectiles más pequeños, la velocidad puede llegar hasta los 150 km/s, pero es un arma muy especializada y el promedio es inferior a 100 km/s para un arma decente.
Con respecto a los requisitos de energía, los capacitores recorrieron un largo camino y ahora son extremadamente eficientes, además de enfriar, incluso en el espacio (disparar un cañón de riel más de una vez no lo derretirá durante los primeros dos disparos consecutivos) y la fusión es el medio ideal. de producción de energía en toda la civilización. El proyecto de la esfera de Dyson comenzó en algunos sistemas, y la cuestión del acceso a la estrella anfitriona desató las guerras en los sistemas.
Ahora, la pregunta: ¿sirve de algo amarrar una carga útil nuclear al proyectil del cañón de riel o el impacto de una simple bala de acero sólido a varios kilómetros por segundo supera a dicho proyectil?
Punto extra: si alguna vez se vuelve eficiente, ¿a qué escala? (desde la bomba nuclear táctica más pequeña hasta una monstruosidad de pura destrucción del tamaño de Saturno V)
EDITAR: Mi pregunta difiere del combate de nave a nave nacido en el espacio dentro de 150 años con tecnología de fisión / fusión , ya que se trata de la eficiencia de un tipo específico de arma, independientemente del hecho de que puede no ser el mejor tipo de arma . Aunque las dos preguntas están muy vinculadas, no creo que esto sea un duplicado.
La energía cinética de una bala (para velocidades no relativistas) viene dada por la fórmula conocida .
Para una velocidad de necesitas sobre para entregar 1 Kton ( ) de energía cinética.
Aparentemente, entonces puedes duplicar la energía entregada atando una bomba nuclear a la bala.
Pero...
Como en el vacío, no tendrá una onda de choque que lo ayude a causar daño, sino solo daño por radiación, debe cronometrar la bomba nuclear para que explote una vez en el objetivo, lo que lo deja con un margen de error de aproximadamente 1 milisegundo.
Un milisegundo es mucho más que el tiempo que tarda en ocurrir la explosión, para entonces, la explosión desplegada habría salido del objetivo. La siguiente imagen muestra una explosión atómica 1 milisegundo después de que comenzó .
Y además de eso, tu bomba tiene que resistir el impacto, de lo contrario simplemente se esfumaría.
No ampliaré las matemáticas realizadas por L.Dutch, ya que son correctas y hablan por sí solas, sin embargo, desaconsejaría el uso de armas nucleares en el espacio por algunas razones:
Costo
No solo tendrías que averiguar los aspectos de diseño del arma, sino que también estarías tirando material costoso con cada disparo, si tuvieras que elegir en una zona de guerra entre lanzar un proyectil de hierro a un barco, lo cual d necesidad de reproducir o reabastecerse, o enviar una bomba nuclear. Uno cuesta muy poco, ya que básicamente es solo metal refinado, el otro consiste en muchos metales refinados más caros y mucha más ingeniería, para causar un daño adicional relativamente pequeño. La única vez que la bomba nuclear valdría la pena es si detonara exactamente donde se suponía que debía hacerlo, en el medio de la nave. En cualquier otro lugar y se vuelve exponencialmente menos efectivo, todo eso por el doble de su daño y 10 veces el costo, ¿por qué no simplemente lanzarle otra bala?
Esto ya es un factor en las zonas de combate en este momento, ¿por qué arrojar ese misil de un millón de dólares a ese tipo cuando el cañón automático comparativamente primitivo o las armas convencionales en un helicóptero lo harían?
Síndrome de Kessler
Si abriera un agujero a través de un barco, lo paralizaría bastante efectivamente a menos que de alguna manera se pierda todo lo que vale la pena; haría que una nave tuviera una herida de salida similar a la de un humano, y dejaría escombros volando por la parte trasera de la nave. Pero, se está alejando de ti muy rápido, por lo que, en teoría, todavía estás bastante seguro, pero si detonas una bomba nuclear dentro de la nave, entonces enviarás escombros en todas direcciones: a menos que la nave sea capaz de contener la explosión. de alguna manera, estos escombros harían que las maniobras fueran muy peligrosas en el mejor de los casos, pero en el peor de los casos podrían dañar su propia nave. Imagina el daño que causaría tu enorme proyectil de 100 m al impactar... ahora imagina un trozo de 1 km de una nave previamente destruida impactando contra la tuya, no tan rápido, pero aún con una enorme energía cinética debido a su tamaño y masa.
Radiación
Este es el factor más pequeño, pero la radiación y el EMP causados por las armas nucleares afectarían la navegación y otros sistemas de a bordo de la nave. Sé que si una nave puede sobrevivir dentro del cinturón de Van Allen, entonces este es un punto bastante discutible, pero ¿qué pasa en conflicto? las defensas y la protección pueden dañarse, si su nave sobrevive a la batalla pero también recibió algunos golpes, lo pensaría dos veces antes de ingresar al Cinturón de Van Allen de un planeta, al menos esperaría hasta estar seguro de que es seguro hazlo
Ahora imagina pequeñas áreas inundadas con radiación y escombros y tu nave ya está dañada.
Botín de guerra
¿Por qué destruir un barco si puedes capturarlo? Los aliados intentaron una y otra vez capturar un submarino alemán solo para capturar la máquina Enigma a bordo; en una zona de guerra donde ambos bandos son tecnológicamente avanzados, valdría la pena permitir que un barco se rindiera y capturarlo o simplemente entrar, abordarlo y capturarlo a la antigua usanza, solo para ver qué nueva tecnología puede haber sido el otro bando trabajando en.
Básicamente, las batallas de nave a nave en el espacio conducirían al caos para la navegación y la supervivencia de la tripulación en el nivel más básico, y mucho menos si comenzara a lanzar armas nucleares.
Escopeta espacial.
Considere la carga útil de un cañón de riel. Tiene un gran impacto debido a su velocidad. Cuanto más masivo es, más fuerte es el golpe. Un proyectil de gran masa del tamaño de un cohete daría un gran golpe. También sería energéticamente muy costoso ponerlo al día.
Pero comparado con el espacio, incluso un cohete es pequeño. Y un proyectil del tamaño de un cohete de movimiento muy rápido brillaría como una estrella en el radar, lo que funcionaría mejor en el espacio que en la Tierra. Lo verías venir a miles de kilómetros de distancia. Y aunque tiene el tamaño de un cohete, no es un cohete, es un proyectil tonto que sigue una trayectoria totalmente calculable. Todas tus naves tienen el poder de moverse. Verán venir esta cosa y se quitarán del camino y la enorme energía para acelerarla se habrá desperdiciado. La mejor defensa de Miyagi: no estar allí.
Re la bomba nuclear: como se ha señalado, tienen más sentido en una atmósfera en la que la atmósfera misma es parte del arma. En el espacio, lo único que la bomba nuclear tiene que arrojar son pedazos de cohetes y sus propios rayos gamma. Una nave espacial podrá manejar algo de radiación; hay mucho por ahí de todos modos.
La solución: si desea lanzar proyectiles a gran velocidad hacia pequeños objetos distantes que se mueven rápidamente, necesita una escopeta. El mejor enfoque para sus proyectiles gigantes de cañón de riel sería que se rompieran poco después del lanzamiento en fragmentos individuales. Podría usar explosivos para esto para dar a los fragmentos un impulso lateral entre sí. Cada pieza retiene el impulso que le da el cañón de riel, pero ahora tienes un cono de destrucción que se extiende. Puede hacer que las piezas sean difíciles de ver con el radar y, por lo tanto, si su objetivo falla en el lanzamiento inicial, los fragmentos de 1 kg entrantes pueden ser difíciles de detectar. Una vez que el cono estuviera cerca, no habría escapatoria. No puedes dejarlo atrás. A menos que estés cerca del borde, no puedes esquivarlo. Hay demasiadas piezas para bloquear individualmente. Estás tostado. O queso suizo.
Esto sería similar a un ataque nuclear, porque es indiscriminadamente destructivo. En realidad, aún más destructivo: una explosión atómica tiene un área circunscrita y un tiempo de efecto, pero no este cono. Si algo que te gusta está río abajo de este cono (que continuará esparciéndose y esparciéndose, sin disminuir la energía cinética), esas cosas también son tostadas de queso.
Pensando en tal arma, sería mejor para la defensa planetaria. Puedes prepararte para el retroceso contra el planeta. Tienes más energía disponible. El cono de destrucción sale de tu planeta y tus amigos están todos en el lado bueno de ese cono. El proyectil del tamaño de un cohete de la primera etapa sería excelente para atravesar la atmósfera y se dividiría en componentes una vez que lo atravesara.
Estoy votando por las armas nucleares, y no solo porque soy un pirómano natural
Creo que muchas personas se pasan la vida viendo Star Trek y Star Wars y piensan que las batallas espaciales se parecen mucho a las guerras anteriores a 1900, en las que los barcos de línea se paraban de lado y descargaban cañones de daño ligero de corto alcance a granel.
En realidad, las batallas espaciales se parecerán mucho más a las guerras navales posteriores a 1900, en las que las propias naves estarán cada vez más separadas a medida que mejore la tecnología.
¿Por qué?
Porque los cañones de riel duelen
Los cañones de riel tienen suficiente fuerza para atravesar prácticamente cualquier barco de cualquier tamaño, si les das la oportunidad. Como le dirá cualquiera que haya intentado cazar conejos con un .22LR, cuanto más cerca está el conejo, más muerto está el conejo.
Y esto supone que el conejito no tiene cosas desagradables como contramedidas electrónicas, firmas de calor falsas (¿te imaginas el tamaño de las bengalas que quedan en el espacio para confundir a los misiles buscadores de calor?) o deflectores magnéticos para apartar las municiones entrantes.
El comportamiento natural de los barcos será atacar a distancias tan largas que la efectividad de sus habilidades defensivas se maximice y se vuelva poco práctico tomar represalias con proyectiles de solución puntual. Es simplemente demasiado doloroso dar en el blanco.
Así, las armas nucleares
El problema no es que las armas nucleares tengan más o menos fuerza. El problema es que no requieren la precisión milimétrica de los cañones de riel. Tienes que pensar en ellos más en términos de armas antiaéreas. Todo lo que necesita es establecer un marcador de "distancia" para la detonación o tener un medio para detectar el cambio de masa desde el frente de la ojiva hacia atrás para indicar la necesidad de la detonación (o, si todos usan deflectores magnéticos, un magnetrómetro simple y un temporizador para armar la ojiva después de que esté fuera de su propio deflector magnético).
Sin embargo, el cañón de riel no es inútil...
Todavía necesita el cañón de riel (o, al menos, puede justificarlo). El problema con esas distancias es que son distantes. El tiempo necesario para acelerar un misil puede significar la diferencia entre un ataque exitoso y ser el conejito muerto. Los cañones de riel se convierten en los cohetes de la " artillería asistida por cohetes " del futuro. Hace que la bomba nuclear se mueva muy rápido, muy rápido.
Conclusión
Con mucho gusto predigo que el futuro del combate espacial exigirá que las naves estén tan separadas que los enfrentamientos navales sobre el horizonte de hoy parecerán una parodia de los hermanos Marx. De hecho, las distancias podrían ser tan grandes que incluso los portaaviones estilo Battlestar Galactica con enjambres de cazas serán inútiles. Son simplemente demasiado lentos a grandes distancias. La entrega rápida de armas de área de efecto a largas distancias probablemente se convertirá en el único método de combate de barco a barco.
Hombre, me encanta hacer afirmaciones radicales difíciles de probar, correctas o incorrectas. Simplemente anima la mañana, ¿sabes? :-)
Si bien una ojiva nuclear en sí misma parece algo inútil (según la respuesta de L Dutch), se puede lograr un efecto similar que es más simple * que destruir al oponente, que sería tener una pequeña cantidad de antimateria (suponiendo que sepas de qué está hecho el casco opuesto) en su proyectil. Cuando el proyectil golpea el casco, se fracturará y dejará que las partículas de antimateria golpeen el casco; estos se aniquilarán provocando pequeñas explosiones nucleares (?) cerca de donde golpeó.
* Más fácil de poner en funcionamiento. Recolectar antimateria es un dolor; pero no necesitas mucho.
Estas explosiones no tienen el problema que señala L Dutch porque las explosiones solo ocurrirán cuando entren en contacto con el casco . Esto quiere decir que gran parte de las fuerzas que surgen de la aniquilación se enviarán como ondas de choque por todo el casco, lo que hará que el casco se mueva de varias maneras y, con suerte, se desgarre.
Un comentario aparte: la gente habla de láseres y cañones de riel todo el tiempo, pero olvídate de los cañones de partículas. Los cañones de partículas viajan casi a la velocidad de la luz, pueden salpicar a alguien con cantidades extremas de energía cinética para destrozar su casco y, si no tienen éxito, impartirán grandes cantidades de calor. ¿Y lo que es más? Ya se han inventado y se ha demostrado que funcionan (por lo que está dentro del ámbito de la posibilidad).
Si bien no estoy seguro, puede combinar estas ideas y tener un cañón de partículas de antimateria, disparando partículas de antimateria al oponente no solo para entregar energía cinética masiva, sino también para aniquilar una (muy) pequeña porción de su barco, y espero que las ondas de choque enviadas a través del casco del barco sean suficientes para destrozarlo.
Sugiero lo siguiente:
Dado que un arma nuclear clásica es solo montones de material radiactivo lo suficientemente grandes como para pasar la criticidad y explotar ...
¿Por qué no simplemente disparar muchos pequeños trozos de material radiactivo para impactar el casco enemigo en rápida sucesión?
Las desventajas serían:
Las ventajas serían:
Sí, hay una razón para que las rondas de los cañones de riel tengan armas nucleares, pero no es para causar más daño.
Cualquier universo de ciencia ficción relativamente difícil (que parece ser el tuyo) tendrá naves enfrentándose entre sí a distancias alucinantes, por lo que incluso si estás lanzando babosas a varios cientos de km/s, la nave contraria podría tener segundos o minutos para esquivar. la ronda. por lo tanto, cada bala de cañón de riel tendría un paquete de guía que es capaz de apuntar a las naves enemigas y girar la bala en vuelo. Luego, una vez que su slug ha procesado muchas matemáticas, descubre en qué dirección debe apuntar y activa la bomba nuclear para una corrección de rumbo rápida y violenta en el curso que cree que tiene la mayor probabilidad de golpear donde el enemigo esquivó. Aunque dado que la bomba nuclear solo tiene una configuración de velocidad que es boom, si la bala del cañón de riel no la tiene
Las armas nucleares, o al menos el material nuclear, serían útiles para al menos dos cosas:
los radiactivos son muy densos, por lo que las rondas pueden ser más pesadas y, por lo tanto, tener más energía cinética, en un tamaño determinado si están hechas de, por ejemplo, uranio empobrecido . Esto brinda la capacidad de variar el impacto de las rondas mientras usa rieles y capacitores estandarizados, lo cual es útil incluso si no usa la versatilidad con frecuencia.
los materiales radiactivos son radiactivos, por lo que puede usar rondas radiactivas, ya sean armas nucleares o proyectiles llenos de cesio caliente , realmente no importa y probablemente cambiará según el perfil de la misión, para devastar objetivos planetarios y cancelar las instalaciones de extracción y fabricación en tal como para negar completamente cualquier uso futuro a tu oponente.
Es útil si es más barato/más fácil poner una bomba nuclear dentro de un proyectil de cañón de riel que hacer que el proyectil y el cañón de riel sean más grandes para obtener el mismo poder dañino. Me imagino que es como es la tecnología nuclear hoy y mañana ya se considerará tan simple como una bombilla en comparación con los cañones de riel gigantes. Disparar balas más pequeñas con el mismo daño que una más grande probablemente podría dispararse con una frecuencia más alta o requerir menos energía.
Suponiendo que disparar proyectiles sea la norma de los vehículos de guerra espacial, también evolucionaría para esquivar los proyectiles enemigos, tal vez disparando proyectiles tangencialmente desde los enemigos para ganar impulso casi al instante. Por lo tanto, las armas nucleares podrían programarse de modo que si el proyectil no alcanza la nave, detonará justo después de pasar por su ubicación original e infligirá algún daño de todos modos.
Dado que de todos modos hay radiación en el espacio, todas las naves espaciales estarían bastante bien protegidas. La parte dañina de las armas nucleares serían los pulsos electromagnéticos que podrían desactivar la tecnología enemiga además de la explosión real del proyectil.
No respondiendo directamente a la pregunta, pero suponiendo que usara algún material inerte como babosas, ¿por qué sería acero simple? Incluso ahora en la Tierra sabemos que el acero está lejos de ser el mejor metal para fabricar proyectiles, y usamos uranio empobrecido. Idealmente, desea el material más denso que pueda producir en masa, que podría ser osmio en un universo de ciencia ficción.
En segundo lugar, una sola bala grande podría no ser la forma de proyectil ideal para infligir el máximo daño en una enorme nave espacial lejana. Suponiendo que las peleas ocurren a una distancia en la que los proyectiles del cañón de riel tardan quizás un minuto en alcanzar su objetivo (las posibilidades de acertar dependerán de los sistemas de orientación, el tamaño y la agilidad del objetivo). Si el material utilizado como proyectil y la velocidad proporcionan suficiente energía cinética en el punto de impacto para perforar la nave enemiga entonces en realidad no ayuda aumentar el tamaño del proyectil, ya que el daño es la existencia de un pinchazo. En cambio, debes intentar disparar más proyectiles y hacer tantos pinchazos como sea posible para causar más daño.
Sí, si simplemente está utilizando los cañones de riel como mecanismo de lanzamiento para obtener láseres de rayos gamma/rayos X bombeados por bombas nucleares u obuses Casaba (dos métodos diferentes que le permiten concentrar una parte significativa de la energía de una bomba nuclear en una sola dirección, ya sea como un rayo láser o de partículas, respectivamente) a una distancia mínima segura de la nave que los lanza, en lugar de usarlos como un método para lanzar un proyectil de alta velocidad hacia tu enemigo para dañarlo a través de un impacto cinético.
No me sentiría completamente seguro en una nave espacial donde se aplicaran cantidades masivas de material atómico explosivo intensas fuerzas magnéticas + calor extremo + aceleración extremadamente fuerte por un cañón de riel :-D
Como se dijo anteriormente, el punto débil del cañón de riel es su naturaleza de "dispara y olvida": la precisión es primordial y, dependiendo de la distancia del objetivo, deja tiempo para detectar lo que se ha lanzado y moverse. Las armas nucleares también pueden no ser un arma de elección debido a la falta de atmósfera para propagar la onda de choque.
Sin embargo, ¿por qué no considerar una combinación de ambos: un misil sin material explosivo a bordo pero con una punta de flecha pesada (acero, uranio empobrecido) y motores para permitirle alcanzar velocidades muy altas + corregir su trayectoria para que alcance (atraviese) el objetivo incluso si se mueve.
Es cierto que en el vacío del espacio no hay atmósfera que transmita los efectos explosivos de una explosión atómica cercana. Pero, ¿y si un misil nuclear trajera consigo su propia atmósfera para causar daños por explosión en las naves enemigas?
La respuesta de Willk a esta pregunta:
¿Qué pasaría si volviera a entrar a Mach 172? 1
Dice que un objeto de diez metros de diámetro con la densidad del hielo viajando a Mach 172 o 57 kilómetros por segundo comenzaría a romperse en la atmósfera de la Tierra a una altura de 98.800 metros (98,8 kilómetros) o 324.000 pies (61,3636 millas). La atmósfera de la Tierra es lo suficientemente densa como para dañar los objetos, si se mueven tan rápido.
A una altura de 100 kilómetros, la atmósfera tiene una densidad de 5,25 veces diez a la menos siete kilogramos por metro cúbico. La densidad superficial es de 1,225 kilogramos por metro cúbico, unas 2.371.441 veces más densa.
Suponga que una cabeza de guerra atómica está rodeada por una capa hueca que contiene aire a la densidad de presión de la superficie de la Tierra. Cuando la ojiva explote, vaporizará la capa hueca y calentará el aire a temperaturas de plasma. El plasma se expandirá en todas direcciones. La capa de plasma tendrá una densidad tan grande como la atmósfera de la Tierra a 100 kilómetros cuando se haya expandido a unas 133,35 veces el radio de la capa hueca que la contenía originalmente.
Si el proyectil viajaba a 57 kilómetros por segundo en relación con el objetivo cuando explotó, la nube de plasma dañará a la nave enemiga a distancias de hasta 133,35 veces el diámetro del proyectil. Los cañones de riel normales en esta configuración están especificados para dar velocidades de menos de 100 kilómetros por segundo, más o menos las velocidades relativas de las dos naves espaciales y también más la velocidad a la que viajará el plasma.
¿Qué pasa si la ojiva atómica está rodeada por una capa presurizada hueca que contiene aire a 1000 veces la densidad atmosférica al nivel del mar? Entonces, la esfera de plasma en expansión sería al menos tan densa como la atmósfera de la Tierra a 100 kilómetros a una distancia de 1.333,5 veces el radio de la capa presurizada hueca.
El hierro tiene una densidad de 7,874 gramos por centímetro cúbico, o 7.874.000 gramos por metro cúbico, o 7.874 kilogramos por metro cúbico, o 6.427,7551 veces la densidad de la atmósfera terrestre al nivel del mar. Así, si la bomba atómica vaporizara una capa de hierro a su alrededor, el plasma en expansión sería tan denso como la atmósfera de la Tierra a 100 kilómetros a una distancia de unas 2.480,31 veces el radio de la capa de hierro.
El osmio, el elemento estable más denso, tiene una densidad de 22,58 gramos por centro cúbico, o 22.580.000 gramos por metro cúbico, o 22.580 kilogramos por metro cúbico, o 18.432,653 veces la atmósfera terrestre al nivel del mar. Así, si la bomba atómica vaporizara una capa de hierro a su alrededor, el plasma en expansión sería tan denso como la atmósfera de la Tierra a 100 kilómetros a una distancia de unas 3.521,7735 veces el radio de la capa de osmio.
Por lo tanto, por cada metro del radio de la capa de materia alrededor de la ojiva atómica, la capa de plasma en expansión será lo suficientemente densa como para dañar a una nave enemiga a distancias de 133,5 a 3.521,7735 metros, dependiendo de la densidad de la materia en el caparazón. Suponiendo que las capas de materia alrededor de las ojivas nucleares tengan entre uno y diez metros de diámetro, sus capas de plasma en expansión podrían ser peligrosas para las naves espaciales a distancias de 133,5 a 35.217,735 metros.
He leído que las bombas atómicas pueden diseñarse para concentrar la mayor parte de su energía en una dirección, lo que podría permitir que los diseños de una ojiva nuclear espacial expulsen plasma en una sola dirección que sería lo suficientemente densa como para ser peligrosa para las naves espaciales enemigas a distancias mucho mayores. .
Luego están los láseres de bombeo nuclear, que obtienen su energía de reactores atómicos o explosiones atómicas. El Proyecto Excaliber en la Iniciativa de Defensa Estratégica fue diseñado para usar estaciones en órbita para destruir los ICMB entrantes con láseres de rayos X bombeados por la explosión de bombas atómicas.
Por lo tanto, una futura armada espacial podría usar cañones de riel para disparar misiles a las naves espaciales enemigas, misiles que apuntan a las naves enemigas cuando están cerca y luego usan bombas atómicas para impulsar los láseres para destruir las naves enemigas.
1 Kt de TNT es 4.184e+12 J.
30 km/s es una velocidad newtoniana, por lo que 1/2 mv^2 es exacto. Si resolvemos para 1/2 mv^2 = 1 Kt de TNT obtenemos 10 toneladas de metal. A 150 km/s obtenemos 25 veces esa energía.
Un proyectil de hierro de 4 m de diámetro y 300 m de largo tiene un peso de unas 30.000 toneladas. Por lo tanto, entregará 3000 kT, o 3 MT, de energía.
Si se deja como una columna, gran parte de esta energía "atravesará" un objeto relativamente pequeño (como una nave espacial o Ceres). Podemos usar la profundidad de impacto del proyectil newtoniano, que básicamente dice que necesitaríamos al menos 300 m de armadura para reducir significativamente la velocidad de este proyectil (si está hecho de hierro). El desconchado en ese caso será fatal para lo que sea que esté detrás.
Generalmente, un proyectil cuya longitud multiplicada por la densidad es mucho mayor que la profundidad multiplicada por la densidad de nuestro objetivo atravesará el objetivo y desperdiciará energía cinética.
Podemos mejorar nuestra capacidad de depositar energía en un objetivo "delgado" al romper nuestro proyectil. Querrás destrozar el proyectil a una distancia medida por la tasa de propagación de la destrucción y la relación densidad-profundidad de tu proyectil al objetivo. Esta "propagación" también mejora la precisión, ya que los casi accidentes se convierten en aciertos.
Una carga nuclear puede ser viable aquí para causar una rápida propagación y también aumentar la velocidad de algunos de los componentes. Se apagaría antes de llegar al objetivo.
Ahora podemos ser aún más elegantes. Las armas antitanque actuales son cohetes que llevan una carga que genera una carga moldeada de plasma de alta densidad, que se utiliza como un impactador de mayor velocidad para penetrar el casco de alta densidad del objetivo.
Podemos usar las 30 mil toneladas del proyectil y llenarlo de bombas de hidrógeno. Una bomba zar tiene un peso de unas 30 toneladas y un rendimiento (cuando no se reduce a propósito) de 100 TM. Supongamos que logramos reemplazar el 10% de la masa de este proyectil con zar bomba; esta arma ahora tiene un rendimiento de 100 GT, 30 000 veces mayor que el proyectil de metal.
Cada kg de acero requiere 500 J para calentarlo un grado kelvin; y se derrite por debajo de 2000 Kelvin (entonces < 1E6 J para calentarlo hasta que se derrita). Otros 272 kJ para convertirlo en líquido, para un total de 1.272E6 J para fundir un kg de acero.
Cada m^2 de acero tiene un peso de 8 toneladas/m de profundidad. Si asumimos un depósito de energía del 10%, la fusión de una placa de acero de un metro de espesor requiere 8*10*1000*1,27E6 J =~ E11 J.
Una explosión nuclear de 100 GT libera energía 4E20; una mera fracción de 0,25E-9 funde una placa de acero de un metro de espesor. Esto es aproximadamente cuando un círculo de radio r tiene un área de 4E9 m^2, o un alcance de unos 17 km.
Entonces, un arma que explota con el poder de 1000 Tsar Bombas derretiría una armadura de acero de entre 1 y 10 metros de espesor en un rango de 17 km.
Una modesta mejora a 100000 bombas Tsar nos da un rango de 170-500 km para derretir (1 a 10) armaduras de un metro de espesor, ya que el factor limitante para hacer una bomba H más grande era "no tiene sentido" no "hay un problema fundamental aquí".
Tales armas serían increíblemente letales contra naves más pequeñas (ya que no se puede poner acero de un metro de espesor en un caza), pero probablemente un impacto directo de una bala sólida de 300 m de largo sería más difícil de blindar para un barco de 20 km de largo. Si puede descubrir cómo hacer bombas nucleares con forma , posiblemente podría hacerlo aún mejor.
alexcommil
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frarugi87
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alexcommil