Siendo realistas, ¿qué tipo de arma es la mejor para emitir una radiación específica en la batalla espacial?

Son 20 años en el futuro, y la humanidad está (intentando) alcanzar las estrellas. Y felicidades, nos hemos encontrado con muchas civilizaciones alienígenas extravagantes, según la tradición de la ciencia ficción. Desafortunadamente, esto no es Star Trek, por lo que ocurren conflictos. Afortunadamente, esto tampoco es 40k, por lo que ninguna de las naciones que viajan por las estrellas va a la guerra total aquí. Mientras las naves humanas puedan demostrar que son capaces de luchar en una escaramuza, los medios de comunicación (humanos y alienígenas por igual) lo harán explotar hasta el punto en que todos piensen que podemos manejar una guerra espacial e, irónicamente, ninguna guerra a gran escala es posible. va a pasar.

El problema, por supuesto, es que la mayoría de las naves alienígenas están protegidas con escudos de energía, lo que, sin embargo, hace que muchos tipos de armas sean ineficientes. En lo que respecta a la comprensión científica futura, la mejor manera de vencerlos es con una gran dosis de radiación de neutrones para penetrar y destruir el mecanismo de escudo debajo, ¿qué armas serían las mejores para hacerlo?

Suponemos que con tecnologías futuristas, cualquier pieza moderna de tecnología en la Tierra puede producirse en masa de manera confiable, con un rendimiento récord, en el espacio. La fuente de neutrones está estandarizada, la misma cantidad de material de reacción crea el mismo impulso de radiación, independientemente del arma. Se considerarán los costos, el peso y otros factores, pero solo como secundarios, después de 2 criterios principales:

  1. Daño: La cantidad de radiación entregada al objetivo.
  2. Usabilidad de combate: qué tan bueno es ese haz de radiación para llegar a un objetivo en movimiento (aunque todavía limitado a la velocidad de combate de combate aéreo, ya que el enemigo también quiere disparar, y su sistema de orientación no es notablemente mejor que el nuestro) objetivo en el espacio

Las 2 ideas que tengo en mente son misiles y armas de rayos. De los 2, los misiles con ojivas de bomba de neutrones parecen que deberían causar más daño (después de todo, es un arma moderna), pero también parecen demasiado fáciles de contrarrestar (velocidad, arma de defensa puntual, etc.). Mientras que es imposible esquivar un haz de neutrones, pero la gente los mantiene en laboratorios y no en campos de batalla por una razón, ¿verdad? ¿Hay alguna otra forma de enviar radiación con precisión a un punto distante en el vacío?

¿Puedes fabricar balas que emitan radiación de neutrones al impactar a velocidades relativistas?
O, como, bombas de neutrones realmente pequeñas (~ 1 cm).
Este es un problema de encuadre, en lo que a mí respecta, pero ¿por qué la radiación de neutrones ? La radiación ionizante es una preocupación importante en el espacio, por lo que sería deseable protegerse de la radiación de neutrones y la radiación gamma en una nave espacial normal , y mucho menos en un buque de guerra. (Simplemente parece un tipo extraño de radiación para que sus naves sean vulnerables). En última instancia, es su mundo, pero realmente no tiene sentido.
@jdunlop Para ser justos, la pregunta es más sobre la mejor manera de arrojar radiación al espacio. Elegí el neutrón principalmente porque está disponible tanto en forma de bomba como de haz. Si hace alguna diferencia, simplemente diga que el escudo está basado en EM, lo que afecta en gran medida a las partículas cargadas, pero los neutrones no tienen cargas, por lo que pueden penetrar mejor.
@NamNguyenHoang la diferencia es importante; los neutrones son cosas difíciles de usar en armas, mientras que los láseres y los rayos de partículas cargadas son bastante sencillos. Si les permite, será una pregunta muy diferente y mucho más fácil de responder.
@StarfishPrime Sí. La mayoría de las formas de escudos de energía SF que he visto dependen de ondas magnéticas o electromagnéticas, es decir, cuando no se agitan a mano directamente. Que descartan la radiación alfa o beta, y también amortiguan ligeramente la radiación gamma. La radiación de neutrones, por otro lado: 1) Eléctricamente neutra; 2) Moderadamente débil como obstáculos en el espacio (la radiación de neutrones se degrada rápidamente en el vacío, por lo que la mayoría de las naves espaciales pueden simplemente rodear fuentes de neutrones naturales; 3) Bueno para penetrar objetos de alto peso atómico (blindaje), dañando sustancias orgánicas (componentes plásticos + tripulación). )

Respuestas (3)

Descartaría la idea de los haces de neutrones, por desgracia. Si bien un haz de neutrones en funcionamiento sería un arma extremadamente efectiva, independientemente de si el objetivo está protegido o no, hacer que tal cosa parezca algo inverosímil más allá de una forma mágica de acelerar los neutrones.

En primer lugar, generar tal haz es problemático. Una vez que lo ha generado, enfocarlo es problemático... las fuentes de espalación modernas, por ejemplo, no están particularmente colimadas, p. disparan las malditas cosas en todo tipo de direcciones, y los elegantes espejos de incidencia rasante solo pueden funcionar realmente con neutrones que ya se dirigen aproximadamente en la dirección correcta, por lo que perderá muchos neutrones y generará mucho calor residual. Incluso una vez que lo haya enfocado, seguirá teniendo un alcance limitado debido a la floración térmica (básicamente, los neutrones en el haz chocan entre sí y hacen que el haz se extienda). Sin acelerador de neutrones handwavium, sin haz de neutrones.

Ahora, hablemos de las bombas de neutrones. Una excelente manera de generar una gran cantidad de neutrones, en un contexto militar, es usar una explosión de fusión. La fusión DT, una de las reacciones más fáciles de desencadenar, genera más de 15 veces más neutrones para una determinada masa de combustible que el U-235, y los neutrones que genera tienen mucha más energía (unas 15 veces más de nuevo).

Problema: las reacciones de fusión son difíciles de iniciar. Las armas nucleares modernas hacen esto con la ayuda de un primario de fisión, pero el tamaño del primario de fisión está limitado por la masa crítica del material fisible que a menudo puede ser de muchos kilos. También necesita una detonación cuidadosamente controlada de un dispositivo de fisión de tipo implosión, lo que solo aumenta la molestia.

¿Cómo se hace una explosión de fisión con una pequeña masa subcrítica? Bueno, una forma de hacer esto es usar una cantidad muy pequeña de antimateria. Eche un vistazo al diseño del cohete de microfisión catalizado por antimateria ICAN-II . Se dispara un diminuto pulso de antiprotones (menos de un femtogramo) en una bolita de uranio de 3 gramos, lo que hace que se fisione y libere una buena cantidad de gigajulios de energía. Esto se puede usar como el primario en un Teller-Ulam de 2 etapas más convencional (pero miniaturizado)arma termonuclear, con una caja de radiación elegida para que sea lo más transparente posible a los neutrones. Ahora tienes la base para una diminuta fuente de neutrones, tal vez de solo un kilo. No necesita acceso a cantidades masivas de materiales exóticos, como plutonio o antimateria... unos pocos kilos de uranio y un nanogramo de antimateria suministrarán miles de micronucleares. Solo necesita suministrar el tritio para que la fiesta comience.

Para su próximo truco, necesitará un arma de proyectiles de alta velocidad, como un cañón de riel, un cañón de bobina o un potente motor de cohete (aunque es probable que los dos anteriores sean más económicos aquí). Los proyectiles no viajarán a una velocidad significativa de la luz, a diferencia de un rayo láser o de neutrones. Compensa esto despidiendo a bastantes de ellos. La mayoría de estos proyectiles serán babosas de metal tontas, pero algunos, digamos, uno de cada cien, son sus microbombas nucleares. Lanza muchas rondas hacia abajo. Los barcos tienen una capacidad limitada para esquivar, especialmente cuando el fuego entrante es una gran nube de basura de hipervelocidad. Tienen una capacidad limitada para interceptar estas armas con fuego de defensa puntual... son pequeños, difíciles de ver a través de cualquier espectro y llegan rápido. Y tienen que disparar a todos.de ellos, porque el que dejaron pasar podría ser el micronuclear.

Después de algunas escaramuzas con tus nuevos juguetes, tal vez puedas recolectar las armas que los alienígenas usan para oponerse a los escudos y usar algo sensato en su lugar...

¿Pueden las armas magnéticas (cañón de riel, cañón de bobinas...) incluso disparar algo con su núcleo aislado de una fuente electromagnética externa, como si se colocaran dentro de una jaula de Faraday, por ejemplo? Recuerda, el impacto por sí solo no es suficiente, tienes que lanzar una bomba nuclear en una de esas balas. No quiero ninguna detonación prematura allí.
@NamNguyenHoang por supuesto que pueden. La mayoría de las cosas no son magnéticas ni conductoras, como estoy seguro de que sabe. Si solo quisiera disparar proyectiles no magnéticos y no conductores, literalmente, cualquier cosa sería suficiente. Sin embargo, pediste neutrones, así que eso es lo que tienes. Además, no estoy seguro de que hayas pensado en cuánta energía es capaz de entregar un proyectil de hipervelocidad, especialmente cuando se dispara en cantidad.
Como ha pasado más de una semana desde la última respuesta, y esta es la respuesta más detallada hasta ahora, aceptaré esta

Un reactor nuclear de fisión o fusión o alguna forma de ciclotrón o sincrotrón de alta potencia dirigido a un objetivo sólido (espalación) sería capaz de producir un gran flujo de neutrones del orden de 10^15 neutrones/cm cuadrado para los reactores y en el caso del método del objetivo de espalación , es posible un flujo de neutrones superior a 10^17 n/cm cuadrado .

También es posible, aunque difícil, enfocar un haz de neutrones . Entonces, un gran sincrotrón que se proyecte en un objetivo de espalación con una óptica Wolter especializada para enfocar neutrones debería ser suficiente. Sin embargo, sería muy pesado, muy grande, requeriría mucha energía para funcionar y también sería muy costoso.

Menos mal que el nivel tecnológico es "cualquier pieza moderna de tecnología en la Tierra se puede producir en masa de manera confiable, con un rendimiento de nivel récord, en el espacio", entonces
No se puede enfocar un haz de neutrones mejor que un haz de láser, e incluso estos se deterioran rápidamente con la distancia.
@Nam Nguyen Hoang Y aún mejor que estas son consideraciones secundarias. Al final del día, sería necesario llegar a un compromiso entre el poder y la usabilidad como con muchas armas. Un ciclotrón podría instalarse fácilmente en una nave espacial con una lente de enfoque de algún tipo. La pregunta es qué tan poderoso debe ser y en qué rango. Estos problemas no fueron abordados por el OP.
@Slarty La pelea es principalmente importante para un programa que demuestre que la humanidad tiene lo que se necesita para estar en "el juego", luego el arma será reemplazada por cualquier arma alienígena que podamos rescatar de las naves enemigas/intercambiar/obtener " generosamente donado" por el enemigo de nuestro enemigo (es decir, complot). Entonces, las únicas consideraciones serán entregar la mayor cantidad de neutrones, a una superficie tan pequeña, con la mayor precisión posible. Todos los demás son secundarios en el mejor de los casos.

Es hora de mi arma espacial favorita .

¡Lanzadores de arena!

Un misil lanzador de arena es tan simple como parece. Llene un misil regular con arena, coloque un explosivo convencional en el medio para que la arena se disperse bien, dispárelo hacia ellos a velocidades relativistas y hágalo explotar fuera de su rango de defensa puntual.

Ni siquiera tiene que ser arena. Pueden ser rodamientos de bolas de plomo, para energía cinética extra, o incluso...

Diminutas bombas de neutrones...

Diseña una pequeña bomba de neutrones que explote al impactar. Empáquelos en sus ruedas de arena. siga el procedimiento anterior.

No puedes esquivarlos a todos. O véalo venir, ya que la luz que le informa de la presencia del misil no aparece mucho antes que la carga útil. Envía lanzadores de arena regulares después de los de neutrones si realmente quieres volar algo.

En lo que respecta a las "velocidades de combate aéreo", dispara los misiles desde muy lejos.

La pregunta pedía una forma de administrar radiación, no daño cinético.
En realidad, no puedes hacer "pequeñas bombas de neutrones". Una bomba de neutrones es un arma nuclear de bajo rendimiento y las armas nucleares tienen una masa mínima para la criticidad.
El problema es que la pregunta dice que usa tecnología de 20 años en el futuro. No creo que seamos capaces de hacer que los misiles alcancen velocidades relativistas para entonces. Además, sería fácil de esquivar. Puede que la arena no sea visible, pero el empuje del cohete sí lo será. Sabrá en qué dirección iba y qué tan rápido en el punto en que se detiene el empuje. Podría descargar la carga útil antes y seguir empujando, pero eso cambia la velocidad por el engaño.
@ShadoCat Tus suposiciones son correctas, todavía no hay un cohete relativista, pero recuerda, los enemigos tampoco se están volviendo relativistas, todavía están tratando de disparar. Aún así, la predicción de la ruta del misil es correcta.
@SIGSTACKFAULT, ¿entonces básicamente una carga en forma de neutrón?
Probablemente sea mejor no usar las palabras " simple " junto con "relativista" al describir un cohete o un arma de proyectiles, excepto en combinación con frases como " en absoluto ".
Siendo realistas, ¿qué tipo de arma es la mejor para emitir una radiación específica en la batalla espacial?
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