Sistemas de guía y proyectiles interestelares de alta velocidad

Bien, digamos que tienes una población humana interestelar. Tienes personas que viven en diferentes planetas en varios sistemas, pero también tienes personas que viven en estaciones espaciales en diferentes sistemas.

Ahora, dada una sociedad así, el arma definitiva sería un impactador cinético de largo alcance: algo que acelera una masa de tamaño razonable a un porcentaje sustancial de la velocidad de la luz, para que pueda golpear planetas y eliminarlos. Finalmente.

El problema obvio con un arma de este tipo es que básicamente no existe un mecanismo de "apuntado" posible que sea lo suficientemente preciso a través de distancias interestelares. Incluso si conociera las ubicaciones de todos los cuerpos celestes en el sistema objetivo cuando se fue y pudiera predecir sus ubicaciones para cuando llegue el proyectil, aún no puede garantizar que pueda apuntar con suficiente precisión para dar en la ubicación objetivo.

No hay problema; simplemente instala un sistema de guía en el proyectil. Debe tener algún tipo de cámara que pueda ver cosas, y debe tener una masa de reacción mínima para que pueda realizar correcciones de rumbo en función de lo que ve.

Lo que me lleva a la pregunta. Si tiene un proyectil que va a 0.99c (en relación con el sistema objetivo), ¿los efectos relativistas dificultarían realizar las correcciones de rumbo necesarias para golpear el planeta objetivo (supongamos que es del tamaño de la Tierra)?

Lo siento, pero ¿por qué no es posible un mecanismo de puntería? Si tiene el poder y la tecnología para acelerar un objeto de tamaño decente a una gran fracción de la velocidad de la luz, definitivamente podrá cumplir con los requisitos de energía y computación para apuntar a través de distancias interestelares. Después de todo, el mecanismo de puntería es "matemáticas", y las "matemáticas", si se hacen correctamente, no pueden estar equivocadas.
@Aify: Ignorando la pregunta de si puedes encontrar el punto exacto en el espacio con suficiente precisión, estamos hablando de una circunstancia en la que si te equivocas por una billonésima de grado, fallas. Ese nivel de precisión está por debajo del ruido de fondo de prácticamente cualquier sistema que pueda usar para acelerar una partícula de este tipo.
Un planeta es un objeto muy grande. Usted menciona una población humana "interestelar"; ¿De qué distancia interestelar estás hablando? Los humanos nos hemos vuelto muy, muy buenos en la ingeniería de precisión.
@Aify: La distancia a Alpha Centauri es de aproximadamente 275731.1 AU. El tamaño de la Tierra es de aproximadamente 4,3*10^-5 AU. Para golpear la Tierra desde Alpha Centauri sin guía, debe poder apuntar con una precisión de 9 mil millonésimas de grado (y eso es antes de tener en cuenta cualquier problema de precisión para las matemáticas que predicen el movimiento de los cuerpos celestes). Me siento perfectamente cómodo llamando a eso imposible. O por lo menos, irrazonable.
No soy matemático ni astrónomo, pero tengo entendido que las mediciones de objetos interestelares utilizan técnicas de aproximación de segundo orden o superior que resultan extremadamente precisas para calcular cosas a distancias extremas (como las interestelares) . Recuerdo que usan un segundo de arco o algo así - (9 mil millonésimas de grado = 3.24 × 10 ^ -5 segundos de arco). 0.0000324 es un número absolutamente razonable para usar y calcular.
@Aify: Hay una diferencia entre poder mirar en una dirección específica y disparar un proyectil en esa dirección.
Para un observador en reposo, el proyectil parecería cruzar 1 UA en unos 5 segundos. Para un observador que viaja en el proyectil a 0,99c, la misma 1 UA tarda unos 0,6 segundos . Parece tiempo suficiente para que un sistema de guía a bordo calcule correcciones menores y comience a implementarlas.

Respuestas (6)

La luz viaja a la velocidad de la luz independientemente del marco de referencia de origen. Pero desde el punto de vista de su proyectil 0.99c, todo estará extremadamente desplazado hacia el azul. Esa es una solución fácil, solo asegúrese de que su sistema de guía pueda ver en una frecuencia alta adecuada.

Lo extraño estaría en los efectos de dilatación del tiempo. Cualquier contramedida que use el mundo objetivo parecería moverse con súper velocidad desde el punto de vista del proyectil. Por lo tanto, las contramedidas muy sólidas que evitarán que el arma se desvíe del rumbo y no pueda corregirse a sí mismo serán donde desea enfocarse.

El planeta objetivo no puede simplemente bloquearlo dejándolo golpear algo entre el proyectil y el objetivo; aún tendrías que lidiar con metralla de 0.99c que apestaría. Entonces, el objetivo necesita encontrar una manera de desviar el proyectil, y tú (el proyectil) no quieres eso. Tal vez una nube de drones arrastrados o desplegados para bloquear cualquier cosa que intente desviar nuestra arma. O conviértalo en un monstruo EMP que está transmitiendo tanta interferencia que la única forma de detenerlo es tratar de bloquearlo directamente y arriesgarse con los bits, lo que probablemente equivale a un planeta destruido de todos modos.

Si su equipo puede ejecutar esta cosa hasta 0.99c, entonces el objetivo puede mover su planeta fuera del camino. Podrían intentar cegar tu proyectil o romperlo y mover su planeta una vez que tu arma esté en una trayectoria fija. Por lo tanto, querrá diferentes tipos de sistemas de guía y mucha redundancia, tal vez incluso una forma de reorientar y restablecer el sistema de guía si intentan usar las cámaras como vector para un ataque cibernético. Si van a tratar de dividirte y luego mover su planeta, entonces querrás alguna forma de contrarrestar su ataque. Esto podría parecer un láser/misil/dron de defensa activa que desviará a su defensor de su curso o un sistema de empuje muy capaz que te ayudará a maniobrar alrededor de lo que te envíen.

Ahora, si va a invertir los recursos para ejecutar un proyectil de hasta 0.99c, la respuesta probablemente sea "todas las anteriores". Entonces, el éxito o el fracaso del ataque se reduce a que en esta cadena de medida/contramedida/contra-contramedida un lado sea capaz de abrumar o engañar al otro.

disparas dos veces

En primer lugar, cuestiono su suposición de que es tan difícil apuntar a un objetivo. ¿Cómo consigues que tu proyectil llegue a 0,99? C ¿en primer lugar? Bueno, te sugiero que lo empujes allí con un láser.

Pones tu proyectil en el espacio. Le pones un estabilizador giroscópico. Luego lo golpea con un láser y usa la ablación con láser para acelerarlo. El giroscopio se encargará de la orientación del material ablacionado; la estrechez del rayo láser se encargará de dirigirlo en una línea perfectamente recta. Ya que tomará un tiempo lograr que su objetivo suba a 0.99 C , siempre que el proyectil permanezca en la trayectoria del láser, habrá recorrido miles de UA o incluso una fracción apreciable de año luz en el objetivo hasta el momento. En ese punto, puede deslizarse el resto del camino hasta allí.

La precisión será alta, pero, por supuesto, no se garantiza que aciertes. Entonces solo disparas un par de veces. Sigue disparando hasta que el planeta esté muerto.

Por otro lado...

¿Por qué funcionaría un arma cinética relativista si se lanzara a la Tierra desde Alpha Centauri? Tardará más de 4 años en acertar. Dada la naturaleza de la inteligencia militar, parece probable que se corra la voz sobre el lanzamiento. El bien que haga esta palabra, por supuesto, depende de si hay alguna comunicación FTL.

En cualquier caso, los puntos que mencionas sobre lo difícil que es acertar en un objetivo se aplican doblemente a la defensa de un objetivo. Si todo lo que tiene que hacer es interrumpir el curso de un proyectil por una pequeña fracción de segundo de arco, entonces unos pocos segundos con un láser TW deberían asegurarse de que su proyectil falle.

Es posible que tengas que disparar un montón de veces para asegurarte de poder atravesar las defensas del objetivo.

Los efectos relativistas simplemente empeoran una mala situación.

El problema con la guía terminal es que necesita proporcionar el impulso para cambiar su vector. Cuanto mayor sea el grado de cambio y más rápido tenga que suceder, más empuje necesitará.

Cuanto más lejos del objetivo se encuentre en el momento de la corrección del rumbo, más fácil será la corrección. Eso significa que el mejor momento para corregir el rumbo será en el momento del lanzamiento o justo después, ya que el grado de cambio será mucho menor y tendrás mucho tiempo para corregirlo.

Si ha recorrido el 90% del camino hacia su objetivo (siendo muy generoso) antes de tener una imagen lo suficientemente buena para hacer correcciones, su ángulo de deserción será mucho mayor y el tiempo que tendrá para hacer el cambio será mucho más corto.

Incluso si tiene alguna tecnología de ciencia ficción que no requiera combustible para cohetes, los requisitos de energía serán enormes. El equipo para realizar la maniobra y almacenar la energía probablemente será bastante grande. Una carga útil más grande significa que el lanzamiento inicial será mucho más costoso.

Los efectos relativistas le dan un tiempo de reacción aún más corto. No es que no se pueda hacer, pero el costo se dispara.

La única forma en que veo que esto funciona es el método que usó EE Doc Smith: acelerar un objeto cerca de c y luego hacerlo sin inercia y remolcarlo en una posición donde su vector interceptará el objetivo y apagará el sistema sin inercia.

Bueno, creo que la respuesta de @MParm es lo suficientemente buena tal como es. Sin embargo, me gustaría agregar dos centavos.

¿Por qué no, mientras el proyectil está volando por el espacio, simplemente dejar que dicho proyectil tenga un sistema de corrección de rumbo con él?

Apuntas, haces cálculos y disparas. Sucede que el sistema, por alguna razón, agregó un cero más de lo que debería (todavía es bastante nuevo, ¿qué esperabas que pasara?), así que, para garantizar que el proyectil no vaya a la deriva en el espacio, la corrección de rumbo El sistema a bordo realineará el proyectil en función de los nuevos cálculos en relación con su objetivo.

Creo que eso resolvería el problema de apuntar :) espero que ayude.

A esa velocidad, el planeta al que apuntas tiene que estar en el lado más alejado del sol al entrar en el sistema solar. Solo así recibirás suficiente luz para "verlo". Aunque incluso eso requiere una gran óptica. Pero dado que puedes acc. a 99c, ese debería ser un paso fácil. Dependiendo de la masa de los proyectiles, debes decidir dónde quieres golpear. ¿Es suficiente para golpear la atmósfera de la planta? ¿Es suficiente golpearlo "en algún lugar" o necesita golpear tierra firme (sin mar) para obtener el máximo efecto? ¿Quieres llegar a un continente específico? Con esas preguntas en mente, puede calcular la distancia máxima a la que se puede resolver el tamaño de las estructuras con ópticas de diámetro 'r y, por lo tanto, el tiempo máximo disponible para las correcciones y la energía y la masa requeridas (y almacenadas) para hacer las correcciones. a tiempo.

Cuando no puede ser preciso, necesita una distribución decente. Por lo tanto, sugiero que les dispares un planeta. Llénalo con destructores de planetas y hazlo explotar como una granada de racimo gigante al ingresar al sistema.

Esto tiene la ventaja de costarle a un planeta eliminar un planeta, lo que lo convierte en un recurso relativamente limitado, como deberían ser todas las buenas superarmas.