De siste to netter på rad jeg har funnet meg selv å se S02E11-12 av Battlestar Galactica (Reimagining), en av de beste space operaene i historien til science fiction. Disse to episodene inneholdt den første store skala bekjempe scene, som minnet meg om et innlegg jeg leste for noen dager tilbake av Joseph Shoer på fysikk plass bekjempe og fremtidige tech våpen. Jeg skjønte det er verdt syndikering og reposting som det er noe verdt å lese selv om du bare er litt nerdete! Likeledes, hvis du aldri har sett BSG, sjekk den ut. Jeg fant det vanskelig å komme inn og bare av Sesong 3 gjorde jeg får det nok til å se alle de tidligere dem som en fanatiker. Akk, digress jeg.
Joseph Shoer er en Ph.D. kandidat i luftfartsteknologi studere hvordan modulære romfartøyet kunne settes sammen, og håper at de vil være teleskoper og menneskelig utforskning biler for fremtiden, og ikke for å knuse drømmer om Mars kolonister.
Jeg hadde en diskusjon nylig med venner om de ulike avbildninger av plass kamp i science fiction-filmer, TV-programmer og bøker. Vi har fighter-flyet engasjementer av Star Wars, de duse, todimensjonal marinebase kamp i Star Trek, den Newtonian flyene av Battlestar Galactica, den staggeringly rasende energien utveksling av bekjempe veps i Peter Hamilton's bøker, og bruken av antimaterie rakett motorer seg som våpen i andre sci-fi. Men sett får vi der ute, gå terraform Mars og Mars kolonistene faktisk opprør. Eller hvis vi møter fiendtlige romvesener. Hvordan ville space combat egentlig gå?
Først la meg påpeke noe som Ender's Game har rett og noe det ble galt. Hva den har rett er det i hovedsak tre-dimensjonale naturen plass kamp, og hvordan det ville være fundamentalt forskjellig fra land, sjø og luft kamp. I prinsippet, ja, kan du fienden komme mot deg fra alle kanter i det hele tatt. I praksis, skjønt, er Buggers skal gjøre noe slikt. I hvertfall ikke før noen finner opp en FTL stasjon, og vi kan faktisk pop vår kamp flåter til eksistens på langt nær våre fiender. Den plyndrende plass flåter skal være styrt av bane dynamikk - ikke bare av sine egne skip i bane rundt planeter og soler, men disse planetene "baner. Av samme grunn som vi har romfergen lanseringen forsinkelser, vil vi kunne si nøyaktig hva baner våre fiender kunne ta mellom planeter: lanseringen vinduet. På et gitt tidspunkt, er det bare så mange ruter herfra til Mars som vil forlate våre imperialistiske krefter nok drivstoff og energi til å sette ned kolonistene 'opprør. Så vil det faktisk være fornuftig å bygge plass forsvar plattformer i visse baner, til punkt høyeffekts radar-refleksjon overvåking satellitter på enkelte tomt når plass, eller til mine deler av tomrommet. Det betyr også at strategien ikke er så håpløst når vi endelig kommer til Stikk Homeworld: fiendens skip vil bli konsentrert i bestemte baner, etterlot noen veier for angrep voktes og noen åpne. (Selvfølgelig, når våre skip manøver mot dem ubevoktet baner, blir de lett observeres - og potensielt motvirkes.)
Nå Let's Talk Technology
Først i påvente av en storstilt utbygging i fremdrift-teknologi, ville bekjempe romfartøy sannsynlig få omtrent samme måten romfartøyet gikk til månen og tilbake: med bane endringer foretas ved diskrete main-motoren brenner. Den eneste andre store alternativet er et fremdriftssystem som ion-motorer eller solar seil, som produserer et svært lavt antall stukket over svært lang tid. Men desto større fart fra brennende en kjemisk, kjernefysisk eller antimaterie rakett i en enkel manøver er trolig en bedre taktisk valg. En implikasjon av rakett fremdrift er at det vil være relativt lange perioder hvor Newtons fysikk styrer bevegelsene dogfighting romfartøy, krydres av relativt korte perioder med manøvreringen. En annen er at kamper i bane vil være svært forskjellig fra kamp i "Deep Space", som er det du sannsynligvis tenker på som hvordan rommet bekjempe bør være - der en romsonde thrusts én vei, og deretter fortsetter å gå den veien for alltid. Nei, rundt en planet, ville taktisk fordel i en kamp avgjøres av bane dynamikken som skipet er i en lavere (og raskere) bane enn det som, som har en sirkulær bane og som har gått for en ellipse; relative rendezvous baner som ser ut som svingete spiraler i stedet for rette linjer.
For det andre er det bare noen få måter å manøvrere holdning romskip rundt - å peke den i en ny retning. Den raske måter å gjøre det er å skyte en off-center propell eller for å vippe en gyroskop rundt for å generere et dreiemoment. Attitude manøvrer vil være avgjørende for å peke hovedmotoren en plass jagerfly å sette opp et brannsår, eller rett våpensystemer på en fiende. Uansett ville skjule holdning manøvrene på plass jagerfly være viktig å få en taktisk fordel. Så jeg tror gyroskoper ( "CMGs, ville" i romskipet lingo) være en bedre vei å gå - de kunne leve helt usynlig i løpet fighter skrog, og ville ikke trenger å bli montert på noen lange lenser (som vil øke radar, synlig og fysisk tverrsnitt av jagerfly) for å få mest mulig dreiemoment på håndverket. Med noen store CMGs kunne romskip flip ende-til-ende i løpet av sekunder eller mindre. Hvis du kommer på en Starfighter med noen store, kuleformede blomsterløk nær midsection, er de trolig whopping store CMGs og ting vil kunne peke sine pistoler på deg overalt. Å redusere noe av retningen på ting som våpen ild og propell brannskader, ville space krigere sannsynligvis ha våpen og motorer montert på forskjellige steder rundt skroget deres, men en kultur interessert i effektiv masseproduksjon plass krigsskip vil trolig være bekymret for produksjon så mange presisjon deler til en relativt skjør fartøy, og skipet vil trolig bare har én hovedmotoren snarere enn for eksempel fire like tetrahedral motorer.
How About våpen?
Vi må vurdere hvordan du kan skade et romfartøy for å sette det ut av spill.
Eksplosjoner er egentlig en sløsing med energi i rommet. På bakken, er disse ødeleggende på grunn av sjokkbølgen som går sammen med dem. Men i vakuum plass, en eksplosjon bare skaper noen tynne, utvide gasser som ville bli lett utsvevende av et skrog. Nei, til skade romfartøy systemer, kan du ikke slå dem med gass hvis det er veldig, veldig konsentrert og energisk. Så med mindre du bare vil vente til fienden din, er nært nok til at du kan peke opp motoren på ham, de beste spillene for varierte våpen er kinetisk impactors og stråling.
En kinetiske nedslaget er egentlig bare en slug som går veldig fort, og treffer fienden fighter, river gjennom skroget, skade skjøre systemer med vibrasjoner, kastet gyroskoper ut av stilling slik at de spinner i sine kabinetter og eksploderer i shards, punktering tanker for drivstoff og andre forbruksvarer, eller direkte drepe piloten og mannskapet. Du vet ... kuler. Men det høres mye mer teknisk og science-fictiony å si "masse driver" eller "kinetisk Lance" eller noe slikt. Selvfølgelig til den enkleste måten å implementere denne typen våpen i verdensrommet er like en slags maskingevær og kanoner. De skal jobbe i rommet (spør sovjeterne testet de en kanon på sin første Salyut romstasjon), og skjellene vil gjøre mye skade om de treffer noe. Imidlertid er plassen fylt det meste med tomme rommet og traff fiendens skip kan være en utfordring. Videre, hvis impactors er for stor, kunne fienden møte dem ved å skyte sine egne pek-forsvar snegler og banket skjellene ut av linjen. Derfor hevder jeg at den mest effektive kinetiske plass våpen ville være enten antiluftskyts skjell eller aktivt thrusting, guidede missiler. Det antiluftskyts Skallene vil eksplodere i et hagl av fragmentert skår, kunne rive gjennom FN-pansrede systemer av mange båter på en gang uten skall direkte treffe målet, eller i stand til å slå et mål selv etter at den forsøker å unndra seg med en siste-minutt motoren brenne. Rakettene ville være litt forskjellig fra rakettene vi er vant til på jorda, som må kontinuerlig skyvekraft å opprettholde flukt. I rommet, vil et slikt våpen raskt eksos sitt drivstoff og slett bli en dummy skall. Nei, en plass rakett enten bli sparket som en unguided prosjektil og kraft opp motoren sin etter drivende meste av veien til målet, eller ville det brann sin motor i sporadiske, små pakker. En avgjort downside å kinetiske våpen på en Starfighter er at de ville gi momentum til fighter eller endre masse egenskaper. Svært store kanoner og raketter kan derfor være upraktisk, med mindre fighter kan raskt kompensere for hva er egentlig en stor rakett avfyring. Selv om at erstatningen kunne gi fienden bare vinduet han trenger ...
Stråling-baserte våpen som brenner ut elektronikk et romfartøy høres eksotisk, men er fortsatt potensielt oppnåelige. Dette vil være tiltrekningen av atomvåpen i verdensrommet: ikke eksplosjonen, noe som ville berøre omtrent ingenting, men utbrudd av energiske partikler og den påfølgende elektromagnetiske storm. Likevel vil et slikt briste må enten ganske nær målet fartøyet til å rykke ut sine systemer, eller det måtte gjøres retningsbestemt på noen måte, å fokusere gamma-ray og zinging-proton blast. Men mens vi snakker om fokusert energi våpen, kan bare gå med et verktøy som vi allerede bruker for å skjære stålplater på jorda: lasere. I verdensrommet, vil laserlys reise nesten alltid uten spredendedesign fra diffraksjon. Gitt en stor nok strømforsyning, kunne lasere brukes på rekkevidde til å skjære opp fiendens krigsskip. Nøkkelen setning der, skjønt, er "gitt en stor nok strømforsyning." Power er vanskelig å komme med i feltet virksomheten. Så forventer plass laser våpen for å ta en av tre former: små lasere utformet for ikke å ødelegge, men å blinde og forvirre fienden sensorer; mellomstore lasere som ville bli sparket sjelden og tok sikte på å smelte spesifikke sårbare punkter på fienden plass jagerfly, som antennene, gimbals og manøvrering thrustere og store lasere pumpet av utslippet fra en stor kondensator eller lignende energi lagringsenhet å klippe en fysisk stykke inn i fiendens skip uansett hvor de treffer. Slike store våpen ville sannsynligvis bare bli avfyrt helt i begynnelsen av et slag, fordi sjefen for et skip med et slikt våpen ikke ønsker å beholde sin kondensatoren lades når den kanskje uventet blåser sin energi på en gang når han står i tykke ting.
Deflektor skjold som de i fiksjon er ikke mulig i dag, men det ville likevel fornuftig å rustning bekjempe romskip i begrenset grad. Den spaceframes av jagerfly vil trolig være utformet utelukkende for rom-miljøet, selve skipene vil bli lansert innen nyttelast Fairings av en rakett eller montert i rommet. Hvis skutt fra bakken, må rustning minimeres å redusere lanseringen vekten på romskipet. Men hvis bygget og skutt opp i verdensrommet, ville det fornuftig å tavle over vitale systemer i kjøretøyet. Tykk rustning ville hindre antiluftskyts eller små lasere fra piercing delikat komponenter, og kan redusere en direkte streik fra en kinetisk nedslaget eller tung skjæring laser. Imidlertid er de mer tungt pansrede og massive et mellomrom fighter, jo mer støtte det vil ta å manøvrere i bane, og jo mer energi vil det ta å spinne på plass. (Her hvor dataspill får plass bekjempe alle feil: massen av et stort mellomrom krysseren ikke ville plassere en øvre grense for fart av et kjøretøy, men det ville redusere den akselerasjonen et gitt motor kunne produsere i forhold til samme motoren på en mindre massive kjøretøyet.)
Jeg antar at vi skulle ha noen djerve medlemmer av United Earth Space Force bemanning bekjempe disse fartøyene. Eller, minst, bemanning noen av dem - robotstyrte drone jagerfly ville være en enorm velsignelse til plass soldater, men kommunikasjonen forsinkelse mellom planeter og fartøy i bane ville gjøre den brøkdelen av et sekund dommer over mennesker nødvendig til tider. (Inntil vi perfekt AI ... men hvis vi gir dem plass jagerfly fra begynnelsen, fortjener vi roboten opprøret vi får.) Mannskapene vil neppe sitte rundt hyggelig konferanse-rom kommandoen broer uten setebelter, heller vil de stå oppreist i skifer-grå konsoll groper med glødende glass viser alle over. Det er ikke engang en god ide for dem å ha vinduer, som vil være sårbare for antiluftskyts og kunne gi mannskapet en intens følelse av desorientering som sonden manøvrene, og kunne gi dem enorme problemer med å tilpasse seg raske endringer i lysnivå som skipet roterer nær en planet eller stjerne. Nei, bør de være festet til sikre sofaer og sentralt plassert i den mest beskyttede delen av romskipet. De bør også være i full press dresser, og interiøret hytte av romfartøyet skal allerede være evakuert - å forebygge branner, eller andre skader hvis alle atmosfæren sivet ut et hull brudd. Dette reduserer også behovet for flukt pods. Kamera utsikt fra utsiden av skipet og grafiske fremstillinger av den taktiske situasjonen ville så projiseres direkte på hjelmen frontplater.
Nå, for det endelige ordet, la oss si United Earth Space Force Tap på Mars opprørerne i bane. Hva gjør vi for å treffe dem på bakken? Vel, strategiske våpen fra rommet er enkle: kinetisk impactors igjen. Du chuck big ol 'spyd, aerodynamisk formet slik at de holder på målet og ikke brenne opp i atmosfæren, på bakken mål og se potensielle energien forvandles til kinetisk energi og grave deg et helt nytt krater. På et tidspunkt, men det imperialistiske Earthlings trolig vil ta over eksisterende infrastruktur på Mars. Tid for å komme seg ut i Space Marines!
Det er ikke veldig dyrt eller vanskelig, relativt sett, å få folk fra bane ned til planetens overflate. Du faller. Dette er hensikten med et mellomrom kapsel. Hva er virkelig, virkelig, uoverkommelig vanskelig er å få dem opp igjen. Så ville de seirende orbital krefter har å bringe inn en transport skip chock full of Space Marines og slipp dem samtidig i små kapsler (litt fordi de kan bare være så stor for at atmosfæren effektivt å bremse dem, og fordi du vet t vil at alle Marines fortapt i noen uheldige hendelsen). Noen bane styrker ville være på plass for å true bakken med bombardement og gi Marines litt mer muskler, men egentlig er bakken-pounders nødt til å være ganske selvforsynte. Hvis de noen gang vil komme tilbake opp, ville de ha for å bygge og / eller drivstoff egen oppstigning kjøretøy. (Dette er problemet overfor noen NASAs Mars innsats også: Komme tilbake opp gjennom Mars-atmosfæren er mye vanskeligere enn noe av det galskap klatring var.)
What Would Combat Spacecraft End Up ser ut som?
Det er gode argumenter for å ha både små og store romskip i jorda styrker. Et stort romskip kan ha mye mer rustning å holde sine systemer og mannskap trygt, mer plass til store drivstofftanker og elektrisk strømforsyning, og større masse å motstå impulser fra kanonen rekyl. Imidlertid vil et mindre fartøy være mindre synlig for radar, mer manøvrerbare og kan oppnå høyere akselerasjon for konstant engine thrust. Som med nesten alle militær makt, ville rolle håndverket skal skreddersys til den taktiske operasjoner som kreves, slik at Space Force vil trolig inkludere flere størrelser av håndverket.
Fiender kunne komme på et skip fra alle retninger i verdensrommet, noe som betyr at du ønsker å reagere, streik og motangrep i alle retninger. Så, vil du enten må montere våpen rundt starfighter dine, legg våpen på gimbals slik at de kunne raskt peker i alle retninger, eller gjøre fighter manøvrerbare nok at det kan raskt peke i alle retninger. Gimbals ville være et dårlig alternativ, fordi de ville innføre poeng av økt sårbarhet, med mindre de kan være meget godt pansret. Jeg konkluderer med at de store skipene ville ha mange våpen, peker i mange retninger, de små skipene ville ha noen våpen, med de viktigste våpensystemer pekte i én retning.
Manøvrerbarhet (vinkelakselerasjon) du kan oppnå med gyroskoper, eller ved å montere motorer og thrustere bort fra jagerfly sentrum av masse. For de høyeste nivåene av manøvrerbarhet, skal sonden være nær sfærisk og disse motorene skal være like utenfor sentrum som mulig, noe som kan bety å sette thrustere på lange lenser eller struts. Problemet med denne typen Firefly-lignende motor oppsett er at det blir svært sårbare. Hvis en fighter kan oppnå høy manøvrerbarhet med gyros, de er sannsynligvis det beste alternativet.
Så, jeg tror den lille fighter craft ville være nesten sfærisk, med ett hovedmotoren og noen våpen og raketter mot generelt fremover. De ville ha gyroskoper og drivstofftanker i skjermet sentre. Det ville være fornuftig å bygge deres ytre skrog i en fasettert måte å redusere sine radar tverrsnitt. I utgangspunktet bilde større, pansrede versjonen av galskap modulen. Jo større krigsskip vil også trolig være nesten sfærisk, med en liten klynge av hovedmotorer mot vanligvis bakover og noen mindre motorer vendt fremover eller sidelengs for manøvrering. Kanoner, laser og missiler porter ville ansikt utad i mange retninger. På en stor nok plass cruiser, ville det også være en god idé å sette docking-porter for de små krigere, slik at jagerfly ikke trenger å bære så mange forbruksvarer om bord.
Jeg tror det er på tide å skissere noen bilder og skrive noen historier!
Space-Wide Peace
Jeg håper vi ikke får inn noe plass kriger. Menneskets natur å være hva det er, skjønt, og gitt hvordan neppe mye ressurser virkelig er på omfanget av et solsystem, eller en galakse, jeg tror ikke det er utelukket. Jeg vil tro at når vi begynner å kolonisere andre verdener, vil vi være tilstrekkelig opplyst til å gjøre det fra ombord av fantasien, og ikke som futuristisk conquistadorene. Likevel, den delen av meg som elsker science fiction er moro med disse tenkte eksperimenter.
Reprinted uten tillatelse fra Joseph Shoer, håper han gjør oppmerksom ikke non profit bruk. : P
Kategorier: pop kultur, vitenskap, teknologi
Tags:
Kommentarer: Ingen kommentarer.
