(Algo) campo de fuerza realista

Las defensas puntuales y las maniobras son mejores que los "campos de fuerza"

Supongamos 3 cosas:

1: Las computadoras son más rápidas y pueden procesar grandes cantidades de datos en esa asignación de tiempo más pequeña.

2: Un avance correspondiente en la tecnología sensorial ha hecho que los sensores sean muy sensibles, muy rápidos y de muy largo alcance.

3: Los láseres se han vuelto mucho más poderosos (al menos en el rango de megavatios)

Un láser suficientemente potente podría quemar metros de acero por segundo, lo que hace que un emisor de este tipo esté realmente dentro de la capacidad tecnológica actual, solo alimentar la maldita cosa no es lo suficientemente económico como para intentarlo. Entonces, un proyectil de cañón de riel o un misil se acerca a su nave, los sensores lo detectan, la computadora calcula su vector y determina que impactará en la nave, luego dispara uno de los láseres de pulso de defensa puntual y vaporiza parte de lo que hace que el misil explote o vaporiza suficiente proyectil de cañón de riel para desviarlo un poco de su curso. Tal vez no se necesita una solución de disparo. Tal vez la nave solo necesite alterar su aceleración en un 0,5% para evitar el proyectil. Esto es espacio y las distancias involucradas son tan inmensas que esquivar un proyectil de cañón de riel es simplemente una cuestión de no moverse a la misma velocidad cuando llega que cuando fue disparado. Incluso un pequeño empujón puede equivaler a márgenes de error de un kilómetro de ancho para el artillero que intenta dar en el blanco. En el combate espacial estamos hablando de batallas que tienen lugar a miles o incluso millones de kilómetros. Los barcos pueden incluso estar disparando desde una órbita a otra. Esto significa que no importa cuán rápidos sean los proyectiles, siempre habrá suficiente tiempo para detectarlos y evadirlos o abrir fuego. Esta es la razón por la que los láseres fueron prácticamente bendecidos por la física de nuestro universo para ser utilizados en el combate espacial, ya que se mueven a la velocidad de la luz y no importa lo que te lance tu enemigo, a menos que sea otro láser, siempre serás más rápido. Incluso un pequeño empujón puede equivaler a márgenes de error de un kilómetro de ancho para el artillero que intenta dar en el blanco. En el combate espacial estamos hablando de batallas que tienen lugar a miles o incluso millones de kilómetros. Los barcos pueden incluso estar disparando desde una órbita a otra. Esto significa que no importa cuán rápidos sean los proyectiles, siempre habrá suficiente tiempo para detectarlos y evadirlos o abrir fuego. Esta es la razón por la que los láseres fueron prácticamente bendecidos por la física de nuestro universo para ser utilizados en el combate espacial, ya que se mueven a la velocidad de la luz y no importa lo que te lance tu enemigo, a menos que sea otro láser, siempre serás más rápido. Incluso un pequeño empujón puede equivaler a márgenes de error de un kilómetro de ancho para el artillero que intenta dar en el blanco. En el combate espacial estamos hablando de batallas que tienen lugar a miles o incluso millones de kilómetros. Los barcos pueden incluso estar disparando desde una órbita a otra. Esto significa que no importa cuán rápidos sean los proyectiles, siempre habrá suficiente tiempo para detectarlos y evadirlos o abrir fuego. Esta es la razón por la que los láseres fueron prácticamente bendecidos por la física de nuestro universo para ser utilizados en el combate espacial, ya que se mueven a la velocidad de la luz y no importa lo que te lance tu enemigo, a menos que sea otro láser, siempre serás más rápido. Los barcos pueden incluso estar disparando desde una órbita a otra. Esto significa que no importa cuán rápidos sean los proyectiles, siempre habrá suficiente tiempo para detectarlos y evadirlos o abrir fuego. Esta es la razón por la que los láseres fueron prácticamente bendecidos por la física de nuestro universo para ser utilizados en el combate espacial, ya que se mueven a la velocidad de la luz y no importa lo que te lance tu enemigo, a menos que sea otro láser, siempre serás más rápido. Los barcos pueden incluso estar disparando desde una órbita a otra. Esto significa que no importa cuán rápidos sean los proyectiles, siempre habrá suficiente tiempo para detectarlos y evadirlos o abrir fuego. Esta es la razón por la que los láseres fueron prácticamente bendecidos por la física de nuestro universo para ser utilizados en el combate espacial, ya que se mueven a la velocidad de la luz y no importa lo que te lance tu enemigo, a menos que sea otro láser, siempre serás más rápido.

Otra excelente manera de usar láseres es cegar los sensores enemigos, incluso en rangos donde el haz es demasiado difuso para causar daño total al enemigo, aún puede dañar los componentes electrónicos sensibles y los equipos finos, de los cuales los sensores tienden a estar compuestos principalmente. En rangos extremos, podrías obligar al enemigo a cerrar o proteger sus conjuntos de sensores hasta que estén dentro de tu distancia de combate.

El problema con tu escudo

El problema que tendrá su escudo es que su propia nube de polvo de hierro interferirá con sus sensores. Cuanto más sensible es el equipo de detección, más fácil es cometer un error. Básicamente, estará cegando sus sensores de largo alcance (radar, ladar, térmico, IR, UV, etc., etc.). Como mencioné anteriormente, la mayor ventaja que puedes tener en el combate espacial es la detección de largo alcance. En el combate espacial, el defensor siempre tendrá ventaja sobre el atacante, ya que se le puede detectar a millones de kilómetros y no se puede ocultar nada de lo que esté haciendo. Renunciar a esa ventaja solo para tal vez detener algunos misiles que sus láseres de largo alcance podrían haber manejado a medio millón de clics simplemente no tiene sentido. Armas potentes y precisas con distancia de separación, sensores más potentes y sensibles,

¿Este sistema de escudo sería realmente posible?

Físicamente, no. Tienes dos problemas para empezar:

• no puedes acelerar partículas de hierro usando un campo magnético central. Necesitaría partículas cargadas y, aun así, no puede controlarlas con un campo estático o variable.

• no puedes tener dos esferas huecas una dentro de la otra con diferentes planos de rotación, porque el campo que controla la más lejana inevitablemente perturbaría a la otra.

Por otra parte, tienes otro problema: el barco tendría que moverse . Esto requeriría un grado de control mucho mayor, ya que cualquier colisión podría enviar partículas contra la nave.

Y, por supuesto, nunca podría disparar desde el interior de los proyectiles: sus misiles o rayos láser chocarían con su propio escudo.

Finalmente, la masa del escudo complicaría las cosas: un kg por m ³ puede parecer poco, pero el volumen de una capa esférica que rodea una nave estelar tiene muchos m ³ .

Pero en el espacio, sin la resistencia del aire, podría preparar fácilmente un "escudo" con una película reflectante muy delgada a cierta distancia de la nave, mantenida en su lugar con bigotes muy delgados. Dentro de ese volumen también podría manipular campos eléctricos y transmisiones, y (por ejemplo) hacer que parezca que la nave está en una posición u orientación ligeramente diferente. Por supuesto, tan pronto como encienda los motores, se descubrirá la artimaña. La película puede reflejar rayos láser y quizás desbaratar algún tipo de proyectiles (" escudo Whipple ").

escudos

Otras respuestas ya enumeran algunos problemas con su escudo propuesto de polvo de hierro. Un mejor diseño de la OMI sería que el escudo consistiera en pequeños proyectiles activos. Los proyectiles pueden generar su propio campo magnético para interactuar con el que está generando la nave y los de otros proyectiles. Con este control activo, cada proyectil puede tener su propia órbita única y cambiar esa órbita, no estás atrapado en una esfera de polvo que gira en la misma dirección.

Todo esto requeriría mucha potencia informática según los estándares actuales, pero nada irreal para un futuro espacial.

Los campos magnéticos cambiarían en fuerza y ​​orientación de forma semialeatoria, pero como cada proyectil sabe cómo va a cambiar el campo, puede ajustar su propio campo de acuerdo. Esto también asegura que las armas enemigas no puedan perturbar demasiado el escudo, ya que no saben cómo está cambiando el campo y, por lo tanto, no pueden contrarrestarlo de manera predecible, aunque aún podrían intentar perturbar el escudo con su propio campo magnético aleatorio.

Dicho escudo activo también brinda una mejor protección contra las armas (detectadas), ya que una gran cantidad de proyectiles de escudo pueden organizarse para interceptar el arma entrante. Por supuesto, la nave tiene una fábrica automatizada para producir proyectiles de escudo de reemplazo, y es posible que tengas una combinación de diferentes tipos de proyectiles que pueden variar según el entorno esperado.

Todavía queda la pregunta de qué tan efectivo es este escudo. Un arma entrante chocará con los proyectiles del escudo y, dada la velocidad, todos los participantes se romperán y se vaporizarán parcialmente. Luego tendrá una nube de metal vaporizado y chatarra golpeando el barco a muchos km/s. Si el escudo está lo suficientemente lejos de la nave principal, la nube se habrá expandido un poco, por lo que será menos dañino que una sola masa de un misil intacto golpeando tu nave. Suficiente armadura de escudo de látigo podría detener los escombros, pero no podría decir cuánto necesita para detenerlo de manera realista. Pero al menos la nube de escombros no desplegará contramedidas, por lo que la nave tendría una oportunidad.

proyectiles y propulsión

La parte que no compro en la descripción de su mundo es que los misiles no son mucho mejores que los que tenemos hoy. Si estas personas viajan distancias interestelares, probablemente tengan naves que pueden alcanzar velocidades mucho más altas que las que tenemos hoy y, por lo tanto, sistemas de propulsión mucho más efectivos. Las velocidades de varias docenas de km / s que menciona para los grandes proyectiles de cañones de riel probablemente ya estén al alcance de la tecnología de cohetes actual. El solo lanzamiento en órbita ya requiere un delta-V de ~ 10 km / s. Si la tecnología de propulsión que tienen se aplica a los misiles, también alcanzarían velocidades similares a los proyectiles de cañón de riel y serían igualmente efectivos, excepto que no necesita un cañón de riel.

Por supuesto, es posible que desee combinar ambos sistemas. Un acelerador magnético similar a un cañón de riel lanza un misil a alta velocidad, y luego los misiles disparan para acelerarlo aún más y proporcionar algo de maniobrabilidad, etc. Hacer que el misil sobreviva a la alta aceleración no parece un gran problema, Estados Unidos ya estaba usando proyectiles de artillería equipados con telémetro de radar en la Segunda Guerra Mundial que tenían que soportar 20000 g .

Usa tus campos magnéticos por sí mismos.

Hasta ahora, el escudo que se me ocurrió se basa en generar campos magnéticos locales, así de fuertes, configurarlos y dejarlos correr sin nada en los campos magnéticos para que algo de polvo de hierro orbite la nave a alta velocidad.

Esta es una gran idea excepto por la parte del polvo de hierro. Si tienes la habilidad para ellos. No tendrás que preocuparte de cambiar la dirección de la nave con la inercia de tu nube de hierro, o de que la nube de hierro sea demasiado fina, o de que te hayas quedado sin hierro. Sus campos magnéticos pueden detener las ordenanzas entrantes a la manera de un freno de corrientes de Foucault

Una superficie conductora que pasa por un imán estacionario tendrá corrientes eléctricas circulares llamadas corrientes de Foucault inducidas por el campo magnético, como se describe en la ley de inducción de Faraday. Por la ley de Lenz, las corrientes circulantes crearán su propio campo magnético que se opone al campo del imán. Así, el conductor en movimiento experimentará una fuerza de arrastre del imán que se opone a su movimiento, proporcional a su velocidad. La energía cinética del objeto en movimiento se disipa como calor generado por la corriente que fluye a través de la resistencia eléctrica del conductor.

Un conductor de alta velocidad que ingresa al campo magnético generará enormes corrientes de Foucault dentro de sí mismo y convertirá su energía cinética en calor (por sí mismo). Los misiles entrantes se calentarán al rojo vivo, lo que será duro para sus componentes.

Además, su campo magnético será un buen detector. Algo que ingrese a uno de sus campos será fácilmente detectado por la perturbación que causa, y toda la potencia de generación de su campo puede girar para orientarse hacia el campo relevante; esto tomaría un nanosegundo.

Alguien publicó esta propuesta (detener las balas con corrientes de Foucault) en la pila de física, pero esos fuddy duddies la cerraron. Pero no antes de que se publicara una respuesta fina y rica en matemáticas. https://physics.stackexchange.com/questions/238332/can-we-stop-moving-bullets-by-eddy-currents

Estoy pensando en lo genial que se vería el CGI de esto. A diferencia de rebotar en una barrera invisible, los proyectiles disminuirían su velocidad y también brillarían con calor a medida que disminuyen su velocidad. Considere el humo: en la tierra, el humo se arrastra detrás de un objeto humeante porque la resistencia del aire lo frena. En el espacio no hay resistencia del aire, y el campo magnético no frenaría el humo. El humo, el vapor y las gotas fundidas (cuanto más pequeño es el objeto, más débil es la corriente de Foucault) retendrían el impulso que tenían y se dispararían hacia adelante desde el proyectil caliente que brillaba intensamente y se desaceleraba.

$1 \ kg/m^3$es el mismo orden de magnitud de la densidad de un gas a nivel del mar.

Si un proyectil endeble disparado desde un rifle puede atravesarlo, imagínese cuál será el efecto en cualquier cosa lanzada por lo que ideó en sus preguntas anteriores: casi nulo.

Si tuviera una potencia de frenado equivalente a la potencia de lanzamiento del cañón de riel del enemigo (lo que significa que puede generar la misma aceleración proporcionada por el cañón de riel), necesitaría unos 18 km para detener el proyectil.

En mi humilde opinión, sus mejores opciones son (aún mejor si se combinan):

• maniobras evasivas: como bien señalaste, disparar esos tiros no será sigiloso. Aprovecha esto y sal de la trayectoria lo más rápido que puedas.

• golpe cinético: disparar un contragolpe o una serie de disparos apuntando al proyectil o alrededor del mismo. La energía del impacto dañará severamente el dispositivo antes de que te golpee.

La idea del escudo es interesante, un poco como una armadura ablativa, pero su mayor limitación es el recurso: el hierro. A menos que esté transportando millones de toneladas métricas, se le acabará rápidamente. De hecho, podrías depender de que tus enemigos desarrollen armas diseñadas para vaporizar grandes cantidades solo para quitarlo del camino.

En cuanto a las soluciones tecnológicas actuales, no hay ninguna. Hoy no tenemos blindaje, ni hay ninguna tecnología ni remotamente cerca de proporcionar uno.

Sin embargo, no estás en el camino equivocado. Usemos algunos gestos con las manos y sugiera que tiene un escudo de fuerza nuclear , uno que tiene la fuerza de los enlaces nucleares entre partículas atómicas, y ese escudo está girando alrededor de la nave. Su propósito es capturar y redirigir objetos lejos del barco (no muy diferente a un barrendero). No creo que esto se haya hecho antes, y ningún objeto orientado a la masa sería capaz de penetrarlo a menos que la energía de ese objeto exceda la energía aplicada al escudo.

Este sistema de escudo parece posible (por lo que la respuesta a su pregunta, estrictamente hablando, es "sí"), pero no es muy efectivo para el propósito previsto. Sería relativamente fácil para un misil contrarrestar, ya sea generando su propio campo local para mover el hierro fuera del camino, o simplemente igualando la velocidad con él y abriéndose camino a través de las piezas de hierro relativamente estáticas.

Está mucho mejor con un "escudo" proverbial, uno que funciona básicamente de la misma manera que nuestros escudos antimisiles actuales: detecta activamente las amenazas entrantes e intercéptelos con misiles antimisiles o fuego de defensa puntual. Esto es mucho más fácil de hacer en el espacio que en la Tierra también, porque no hay atmósfera para atenuar los láseres (u otras armas de rayos), no hay horizonte para limitar su rango de detección y no hay actividad no relacionada en su entorno que pueda causar falsos positivos.

Suena como que funcionaría para mí. Haz que el polvo se mueva lo suficientemente rápido y debería actuar como un escudo.

Sin embargo, tenga en cuenta que actuaría como un giroscopio, aumentando la inercia de la nave. Si está acelerando el polvo a velocidades relativistas, puede que sea casi imposible acelerar o cambiar de dirección.

El dilema para los capitanes de los barcos sería si intentan esquivar o subir el escudo y esperar lo mejor.

¿Quizás escudos de agua cinética?

Por alguna razón, ya no puedo encontrar una referencia a ellos, excepto algunos vagos aquí.

Pero los escudos de agua, además de maravillosos contra cosas como el plasma o la radiación, podrían proteger contra el impacto cinético. Cuanto más rápido entra una bala en el agua, más presión crea para sí misma, lo que hace que se aplaste y se disperse como un escudo de Whipple. No estoy seguro de cómo reaccionará a los impactos de alta velocidad, pero puedo imaginar que la cantidad de energía requerida para vaporizar el agua absorberá gran parte de la energía y la "explosión" adicional de la vaporización repentina podría funcionar contra las cargas con forma. eso podría estar dentro de los misiles. Como beneficio adicional, si haces un agujero en un escudo de agua, el agua restante se moverá para llenarlo, lo que obligará al enemigo a masticar gran parte de tu "armadura" en todo tu barco antes de que comiencen a causar el daño real.

Todavía no puedo encontrar una buena referencia, pero creía que querían usar algún tipo de campo hidroamoroso alimentado eléctricamente que hiciera que el agua se pegara más y permaneciera en la parte superior de una superficie, incluso si estás bajo la gravedad (originalmente leí algo sobre Estados Unidos mirando dentro de esos Mechs de marco de apoyo y usando un escudo de agua para permitir que el soldado camine a través de balas sin apenas un rasguño).