¿Por qué la tripulación de las naves espaciales está expuesta a terremotos y temblores en una batalla?

Esto se trata en el Manual Técnico de TNG . El Enterprise tiene gravedad artificial (de 1g) tirando de los habitantes hacia abajo. Cuando la nave experimenta un movimiento repentino e inesperado, la nave puede compensar para evitar que la tripulación se estrelle fatalmente contra las paredes, pero hay suficiente retraso en el sistema que todavía permite un movimiento lateral desagradable.

A medida que se anticipan los efectos de aceleración, este campo [Integridad estructural] se distorsiona a lo largo de un vector diametralmente opuesto al cambio de velocidad. El IDF [campo de amortiguación de inercia] absorbe así el potencial de inercia, que de otro modo habría actuado sobre la tripulación. Hay un lapso de tiempo característico para el cambio de dirección e intensidad de la IDF. Este retraso varía con la aceleración neta involucrada, pero tiene un promedio de 295 milisegundos para maniobras de impulso normal.

Debido a que el control de las IDF generalmente se deriva de los datos del controlador de vuelo, se pueden anticipar las correcciones de rumbo normales, por lo que rara vez hay una aceleración perceptible para la tripulación. Las excepciones a esto a veces ocurren cuando la energía para las operaciones de las FDI está restringida o cuando maniobras repentinas u otras aceleraciones causadas externamente ocurren más rápido de lo que el sistema puede responder.

Cualquiera que sea el medio para generar gravedad artificial que tenga, no puede reaccionar rápidamente al cambio de aceleración. Si pudiera reaccionar rápidamente, posiblemente podría comenzar a oscilar (la gravedad sube y baja rápidamente) en respuesta a cambios menores en la aceleración. Las explosiones y las colisiones son cosas repentinas que suceden más rápido de lo que desea que su gravedad artificial pueda responder.

Para el funcionamiento normal (acelerar de parada total a 0,5c en unos pocos segundos), los sistemas de tu nave pueden coordinarse con la gravedad artificial para evitar que te aplastes contra la salsa de tomate debido a la aceleración. Pero, eso no es una reacción espontánea a un evento externo. Ese es un esfuerzo planificado y coordinado de los sistemas de su nave. Por lo tanto, la restricción sobre la velocidad de reacción no se aplica.

Esto también explica la reacción de la tripulación durante maniobras extremas. La gravedad artificial debe ser modulada para neutralizar la aceleración en varias direcciones provocada por la maniobra. Si la coordinación no es perfecta, las imperfecciones sacudirán a la tripulación.

"Perfecto" significaría compensar miles de Gs de aceleración a una pequeña fracción de 1G. Por lo tanto, necesita una combinación perfecta mejor que 1/10000 entre la aceleración y la gravedad artificial.

A juzgar por los efectos que se ven en las películas y los programas de televisión, la compensación se acerca a 1 o 2 Gs. Mejor que ser aplastado, todavía lo suficiente como para arrojar a cualquiera que no lo espere.

En mi humilde opinión, hay una diferencia entre la gravedad artificial y el campo de amortiguación inercial (IDF) que reduce los efectos de la aceleración, desaceleración y sacudidas de la nave.

Suponga que está parado en el suelo de la Tierra bajo una aceleración de la gravedad debido a la gravedad de la Tierra, y lo golpea un viento de mil millas por hora. La fuerza del viento te llevaría lejos a una velocidad lo suficientemente grande como para que golpear el suelo de vez en cuando te doliera mucho, a pesar de que la aceleración de una gravedad de la gravedad de la Tierra todavía funcionaba.

Y suponga que está parado en la superficie de la Tierra bajo una aceleración de la gravedad debido a la gravedad de la Tierra, y lo golpea un gran vehículo en movimiento a una velocidad de 200 millas por hora. Saldría volando, repentinamente acelerado por el vehículo, y probablemente a una aceleración de varias gravedades terrestres, a pesar de que la aceleración de una gravedad de la gravedad de la Tierra todavía funcionaba.

Y suponga que viaja en un avión a una velocidad de cientos de millas por hora cerca de la superficie de la Tierra, bajo una gravedad constante de aceleración debido a la gravedad de la Tierra, y el avión de repente golpea un obstáculo, como el World Trade Center. , a una velocidad de cientos de millas por hora. Claramente, la desaceleración repentina lo mataría y destruiría el avión a pesar de que la gravedad de la Tierra permanece constante en una gravedad.

Claramente, las FDI son necesarias para evitar que la tripulación sea arrojada en todas direcciones y lesionada o muerta cada vez que una nave estelar acelera, desacelera o es sacudida rápidamente.

En las historias del Sector General de James White, hay armas llamadas cascabeles que disparan rayos tractores y presores alternados a sus objetivos para sacudirlos en pedazos.

Una vez leí que se podían usar armas láser lo suficientemente poderosas para destruir objetivos sin vaporizarlos. En cambio, las armas láser se encenderían y apagarían y golpearían los objetivos con tanta fuerza que sería como martillarlos con martillos gigantes. Los golpes sucesivos de los rayos láser serían suficientes para romper las partes del objetivo que golpean, o si el objetivo era lo suficientemente sólido como para sacudirlo hasta que se desmoronara.

Entonces, posiblemente , las armas de Star Trek tienen un componente que golpea y empuja con fuerza a sus objetivos.

Si un rayo de este tipo golpea una nave estelar desprotegida, el rayo empujaría la sección del casco golpeada por el rayo lo suficientemente fuerte como para separarla y empujarla de regreso a la nave estelar, atravesando mamparos y cubiertas y saliendo por el otro lado, dejando la nave estelar con un túnel a través de él, filtrando aire hacia el espacio, así como equipos y miembros de la tripulación dañados y destruidos.

Pero si una nave estelar tiene sus escudos de energía arriba, los escudos interceptarán el rayo y transferirán su energía cinética a los escudos en su conjunto, que a su vez transferirán la energía cinética a sus generadores, que a su vez transferirán la energía cinética a la nave como entero. Por lo tanto, la cantidad de energía cinética suficiente para perforar un túnel estrecho a través de la nave espacial empujará a toda la nave espacial hacia atrás.

Y dado que toda la nave espacial tiene muchas veces la masa de la sección que habría sido perforada por el rayo de energía, la nave espacial completa será empujada hacia atrás con mucha menos fuerza que la sección que habría sido empujada fuera de la nave espacial.

Pero la aceleración que el rayo de energía le da a toda la nave estelar cuando la empuja hacia atrás aún podría ser igual a decenas, cientos o miles de gravedades, lo suficiente como para destrozar el equipo y matar a los miembros de la tripulación cuando vuelan hacia los mamparos.

Entonces, el trabajo de las FDI es reducir a cero la aceleración que el rayo de energía le da a la nave estelar para que la tripulación no sienta nada.

Cuando un rayo de energía de este tipo golpea una nave estelar, hay dos posibilidades que son altamente probables.

La primera posibilidad es que el IDF de la nave estelar pueda compensar perfectamente la aceleración que el rayo le da a la nave, de modo que el equipo o la tripulación no sientan ninguna fuerza.

La segunda posibilidad es que el IDF de la nave espacial pueda compensar la aceleración que el rayo le da a la nave casi a la perfección, de modo que solo se sentirá una pequeña fracción de esa fuerza de aceleración, y esa pequeña fracción será suficiente para dar a cada parte. de la nave una aceleración de al menos varias gravedades y todo el equipo se romperá y todos los miembros de la tripulación se estrellarán contra los mamparos y morirán instantáneamente.

Y en la historia de la guerra espacial en Star Trek , los diseñadores de armas buscan constantemente aumentar el poder de sus rayos para que las IDF fallen y la segunda posibilidad le suceda a las naves estelares objetivo, mientras que los diseñadores de escudos de fuerza y ​​las IDF trabajan para mejorarlos para que ninguna fuerza se sentirá en una nave estelar cuando sea golpeada por un rayo de este tipo, la primera posibilidad.

Y en las batallas espaciales de TOS, las naves estelares dispararon sus armas cuando los objetivos estaban a decenas de miles o cientos de miles de kilómetros de distancia, lo que indica que sería suicida luchar a distancias más cortas donde el primer golpe destruiría una nave estelar.

Pero en las batallas espaciales en las películas de TOS, las naves estelares se acercaron mucho entre sí para disparar sus armas, lo que implica que las defensas habían mejorado enormemente y las armas no tanto, por lo que las naves estelares tenían que acercarse mucho para tener alguna posibilidad de dañar a sus enemigos.

Entonces, en una batalla espacial de Star Trek , las armas deberían ser bastante inútiles contra sus enemigos, como en la primera posibilidad, o las armas deberían destruir las naves enemigas con el primer disparo, como en la segunda posibilidad.

Existe una tercera posibilidad, que existe en un "filo de navaja" entre los otros dos, que las FDI tendrán casi un éxito total en neutralizar las fuerzas de aceleración cuando una nave estelar es golpeada por un rayo de energía, pero se sentirá suficiente fuerza. sacudir el barco y arrojar a la gente sin matarlos.

Y parece que todas las películas y series de Star Trek con una batalla espacial se han ambientado en una era de desarrollo de armas donde la tercera posibilidad está en efecto, a pesar de que debería ser una situación extremadamente rara, en un "filo de navaja" extremadamente improbable. entre las dos posibilidades principales.

Pero quizás los comandantes en las batallas espaciales de Star Trek buscan pelear a distancias donde sus armas tienen la posibilidad de dañar al enemigo, pero sus propias naves tienen la posibilidad de sobrevivir al ser golpeadas por las armas enemigas. Tal vez siempre planeen pelear a distancia si la tercera posibilidad, el "filo de la navaja" extremadamente estrecho entre la primera y la segunda posibilidad, está en efecto.