Comments 42
Бесит, когда заглавное фото - кликбейт. Дальше даже читать не хочется.
Это последствия тарана кораблём «Прогресс-М34» модуля «Спектр» станции "МИР" 25 июня 1997 года. Сразу после аварии было потетряно до 40% генерации энергии. В последствии энергоснабжение было восстановлено. Сам модуль потерял герметичность, которую так и не смогли восстановить.
они могут столкнуться на гиперзвуковых скоростях
Странно для безвоздушной среды использовать меру скорости звука.
для мишения важна скорость распространения звука в материале из которого изготовлена мишень, она же скорость распространения ударной волны
если скорость снаряда выше скорости звука в материале мишени - работает принципиально иная механика деформации, примерно как в случае с преодолением предела текучести у кумулятивной струи
Вопрос к знатокам: мы хоть сколько-нибудь приблизились к подобию энергетических щитов? Есть какие-нибудь разработки вообще?
да, думаю наиболее близкое - удержание сверхгорячей плазмы в ТОКАМАКах тороидальным вихревым магнитным полем
а также защита от солнечного ветра магнитным полем Земли (естественный источник, но по сути - это огромное "вязкое" защитное силовое поле размером с планету, индуцируемое вращающимся металлическим сердечником (ядром планеты). никто не мешает это пробовать воссоздать искусственно
Ни капли. Это чистая фантастика.
Из более-менее возможного:
Электромагнитные поля. Но они смогут отклонять только заряденные частицы. Даже песчинки с нулевым зарядом ими не отклонишь.
Чем-то сдувать. Но сдуть можно разве что песчинку и то при небольшой скорости. Это не про космос.
Запустить и удерживать вокруг корабля облако плазмы или микромагнитов. Чтобы это облако защищало корабль и принимало на себя удары. В теории, оно на самом деле сможет защитить хотя бы от мелочи (но воздух они не удержат - это будет просто сжигающий/дробящий тела щит). Ещё плюс в том, что после удара в нем не останется дыр (облако же). Минус в том, что это тоже фантастика, но хотя бы научная. Таких технологий нет и в ближайшие десятилетия (или века) не предвидится. Но это хотя бы возможно с точки зрения физики.
чтобы не заряженное вещество стало заряженным его нужно ионизировать, т.е. разогреть до состояния плазмы
нагреть подлетающее вещество (например, кинетический снаряд или астероид) можно мощным лазером, а электро-магнитным полем уже размазать облако плазмы уведя плазменное облако, оставшееся от кинетического снаряда с траектории
конечно, фантастика, но вроде как тоже хотя бы научная
в целом если экстраполировать в будущее такую цепочку рассуждений, можно подумать над эффективными не лазерными способами резкого разогрева подлетающего на космической скорости не ионизированного астероида. впрочем, думаю ваше гипотетическое облако плазмы вокруг корабля и есть хороший пример такого поля
по теме космических вундервафель рекомендую недавний научно-фантастический ролик от Kurzgesagt – In a Nutshell по теме:
https://www.youtube.com/watch?v=tybKnGZRwcU
Да, если энергия бесконечная, и лазеров куча, чтобы даже не испарить, а оплазмить каждый осколок, то это теоретически тоже возможно.
Буквально пару дней назад встречал новость, что китайцы разрабатывают защиту от поражения военных дронов направленным микроволновым излучением с помощью облака плазмы. В лаборатория, как утверждается, получается защититься от ЭМИ до 170 кВт. Не от кинетического оружия защита, но уже что-то.
То есть спутнику нужна магнитосфера для заряженных частиц, атмосфера для мелких пылинок и жидкий океан для крупных. Мне знаком один такой спутник Солнца;)
Ещё возможно лазерное пиу-пиу. Не очень понимаю, как можно обнаружить кусок пластика размером 25 мм с расстояния в 10 км, но если таки обнаружить, за оставшиеся полторы секунды его вполне можно сжечь пучком лазеров.
Люминевый болт проще обнаружить (радаром), но несколько сложнее сжечь (отражает)
Самолетные АФАРы обнаруживают объекты с ЭПР 1 кв.м на расстоянии 400 км даже в атмосфере. Если пластик отражает электромагнитное излучение, то как раз на расстоянии 10 км его и обнаружит. Если же пластик поглощает электромагнитное излучение, как РПМ, то он сам будет излучать. Скорее всего, в ИК диапазоне, что позволит обнаружить его в космосе уже на существенно большем расстоянии, чем 10 км. Теплообмена с воздухом в космосе быть не может.
А вот на высоте МКС, ~400 км, с поверхности Земли удается отслеживать объекты только с ЭПР, порядка 0.01 кв.м. Это объекты, примерно, 10х10 см.
Не надо сжигать болт. Импульс лазера импульсного испаряет несколько микрон поверхности металла и болт под действием реактивной тяги летит в атмосферу, где и сгорает. Энергии для такого нужно в миллионы раз меньше. Плюс процесс можно растянуть во времени на дни и годы. При каждой встрече с космическим мусором немного корректировать орбиту и постепенно все элементы будут направлены в атмосферу.
Если у вас осталась секунда до столкновения на скорости ~10 км/с, уже таки надо испарять целиком...
Если объект виден за 10 км, то он должен быть включен в каталог космического мусора и время до столкновения прогнозируется не на 1 секунду, а на годы вперед. Спутники уже сейчас маневрируют избегая встречи с мусором по команде с Земли.
на 2013 год каталог Стратегического командования США содержал 16 600 объектов (в основном, размером более 10 см), большая часть которых была создана СССР, США и Китаем. Российский каталог, ГИАЦ АСПОС ОКП (ЦНИИмаш), содержал в августе 2014 года 15,8 тыс. объектов космического мусора[6], а всего на околоземных орбитах находилось более 17,1 тыс. объектов (включая действующие спутники)
Вот для такого известного мусора и имеет смысл монотонная работа по коррекции орбиты. Сначала перевести на безопасные орбиты, это буквально на метры сместить. Далее перевод в атмосферу.
У Лема в "Фиаско" корабль "Гермес" использовал при нападении самый продвинутый на тот момент гравитационный щит. Ну, мы не знаем, как управлять гравитацией пока, но это самый лучший универсальный щит от всего.
Кстати, задачу щита надо решить до того, как летать со околосветовыми скоростями, как в НФ романах. На таких скоростях не только пылинка или газ, а даже реликтовое излучение "съест" любой корабль.
GOD, захваченный врасплох, прибег к гравитационному способу спасения. Собрав всю мощность двух силовых агрегатов, он опоясал корабль тороидальными обручами тяготения. Внутри этих торов, словно в центре перекрещенных автомобильных шин, находился «Гермес», а направленные на него снаряды попали в пространство со шварцшильдовской кривизной. Поскольку каждый материальный объект, попадающий в него, теряет все физические признаки, кроме электрического заряда, момента вращения и массы, становясь бесформенной частицей гравитационной могилы, то от примененных в атаке средств не осталось никакого следа. Использованные в качестве непробиваемого панциря торы существовали чуть больше десяти секунд, что обошлось кораблю в 10^21 джоулей.
>>Кстати, задачу щита надо решить до того, как летать со околосветовыми скоростями, как в НФ романах.
Отражатель из льда. Расходуемый. Не помню в какой книжке НФ было...
Если уж погружаться в фантастику, то в какой-то книжке для этих целей использовали телепортацию всего космического корабля. Зачем щиты, если можно мгновенно телепортироваться на несколько километров? В боях так вообще, телепортация, удар и сразу опять телепортация. Другой вопрос, что мы ни одной кротовой норы до сих не обнаружили. Не то что не научились их создавать по своему желанию, да еще и в нужное место.
Ну я делю фантастику на научную и околонаучную. Телепортации, петли времени и другие транслюкации это из второй. В упомянутой мной книжке был импульсный ядерный двигатель, и щит из намораживаемой воды спереди для межзвездных перелетов на высоких скоростях. Ничто из этого не является невозможным или недостижимым уже сейчас. Если найдется государство (частник не подойдет ввиду ядерного топлива на орбите) для постройки подобного - можно начинать, не изобретая какие то новые принципы, хоть завтра.
И с какой скоростью совершаются описанные межзвездные перелеты, что тащить с собой дополнительную массу щита выгодней, чем маневрировать? Даже при скорости 1 тыс. км/сек любой щит только от объектов микронного размера спасет. Не забывайте о квадрате скорости в m*v^2/2. А до ближайшей звезды с такой скоростью лететь больше тысячи лет.
Так что нет ничего научного в таскании с собой многотонного щита.
При околосветовой скорости межзвездный водород превращается в поток релятивистских частиц навстречу. Даже реликтовое излучение из-за эффекта Доплера станет ультрафиолетом. И маневрировать некуда - он везде. Без щита вас "зажарит" радиацией. Писатель -фантаст, автор такой концепции субсветовиков - астроном и имеет научную степень. Это вполне научно. (Но это всё же фантастика. Возможно путешествие с релятивистскими скоростями вовсе невозможно - кто знает)
А при чем тут водород? При его концентрации в межзвездном пространстве его как раз возможно ионизировать и отклонить. А вот как Вы будете с многотонным щитом уклоняться от макроскопического объекта, от которого уже никакой щит не спасёт?
Чем именно вы будете его ионизировать на околосветовой скорости? А щит может помешать, только если его вес велик в сравнении с весом всего корабля. Логично предположить, что на релятивистских скоростях корабль должен быть длинным и узким, а щит будет лишь встречать набегающий поток и по размеру он будет явно меньше корабля причем намного - это верхушка, венчающая колонны (удобной формой могут быть катамараны или тримараны, когда двигатели вынесены в гондолы)
Ну и летать как летают сейчас: надеяться, что пространство достаточно пусто, чтобы ни на что не налететь. Такой подход даже внутри системы оправдан (кроме орбиты Земли - тут мы всё загадили), а уж в межзвездной среде - тем более. Там кроме водорода и пыли мало шансы встретить что-либо еше меньше, чем при нынешних полетах. Нынешние экспедиции к другим планетам ни от чего не уворачиваются и еще ни на что не налетели, хотя плоскость эклиптики - не самое пустое место, как вы помните)
Чем именно вы будете его ионизировать на околосветовой скорости?
А и не знаю даже теоретических способов передвижения быстрее, чем 0.1с. Почитайте Ивана Корзникова «Реальности межзвёздных полётов».
А щит может помешать, только если его вес велик в сравнении с весом всего корабля.
По расчетам Корзникова, при скорости ~0.1c защитный экран должен иметь толщину в десятки метров и массу сотни тысяч тонн. Но этот экран будет надёжно защищать только от межзвёздной пыли. Столкновение с микрометеоритом будет иметь фатальные последствия, сравнимые со воздействием с близким взрывом мощной термоядерной бомбы.
Зато этот самый межзвездный водород, ионизируемый и собираемый магнитным полем в ось корабля, может служить как топливом, так и рабочим телом для прямоточного двигателя. Понятно, что только на двигателе Бассарда не улетишь, но сочетание с ним может позволить сильно снизить массу топлива у космического корабля. С 50 тыс. тонн, как у Дедала, до вполне приемлемых нескольких тысяч тонн.
Такой подход даже внутри системы оправдан
Скорости не те. Даже на 0.1с (30 тыс. км/сек) вероятность столкновения возрастет на три порядка, а последствия становятся катастрофическими. Космические аппараты с микрометеоритами сталкиваются регулярно. Даже на Землю их доставляли.
"Пространство откровения" Рейнольдса. Может, конечно, еще где-то. Абляционный щит
Как насчет идеи скажем использовать много мощных направленных звуковых волн. Например при приближении предмета несколько сверхмощных пушек из разных мест выстреливают одиночный звуковой фронт таким образом, чтобы они наложились друг на друга и соответственно усилились в месте перед предметом. Интересно сколько пушек должны выстрелить и сколько децибел, чтобы оттолкнуть летящий предмет типа пули?
Практическую нереальность подобного я понимаю, по многим причинам, например трудно сделать звук направленным. Но что то типа этого уже используется - динамическая броня танка например.
Управляемый и самовосстанавливающийся рой наноботов вокруг корабля. Принцип работы такой же, как заживление ран и царапин в биологическом организме. Боты по сути являются частью корабля и по мере необходимости используются для других целей (ремонт оборудования, топливо и т.д.).
Что интересно - попавший в корабль объект иногда может быть более-менее аккуратно преобразован и тоже стать частью корабля. А это уже слегка похоже на: https://ru.wikipedia.org/wiki/Межзвёздный_прямоточный_двигатель_Бассарда
Вопрос к знатокам: мы хоть сколько-нибудь приблизились к подобию энергетических щитов? Есть какие-нибудь разработки вообще?
Если я правильно помню, то была глава про это в книге Митио Каку "Физика невозможного".
Работают над этим. Боинг что-то пытается сделать. https://habr.com/ru/articles/377685/ и NASA плазменный парашют https://habr.com/ru/articles/229077/
Первые попытки, не знаю что у них получилось или не получилось. Но вполне возможно, что это прабабушки и прадедушки силовых полей.
так илон маск за последние 2 года вывел на орбиту нескольок тысяч спутников, и столько же будет выведено еще в будущие года..... так американцы постпуают со всем своим мусором, они его сбавляют в третьи страны (пример Украина), либо в океан
Кстати, тема утилизации отработавших свой ресурс спутников мало-помалу становится актуальной. В атмосфере сгорает далеко не все. Для автомобилей изобрели автомобильные кладбища и утилизационный сбор. А что для спутников?
Рекомендую прекрасное космическое НФ-аниме "Странники" (Planetes), где эта тема раскрыта. Главные герои занимаются сборкой космического мусора в околоземном пространстве. Космические уборщики, дворники, так сказать.
Взаимодействие мусора и защитной оболочки при высокоскоростном ударе представляет собой сложный, нелинейный комплекс процессов, включающий в себя множество малоизученных механических и физических эффектов
Похоже на взаимодействие жидкостей, поведение которых изучено хорошо. Металл после удара выглядит как мгновенно застывшая жидкость
Просто в тему картинка. Это камера WFPC2 с телескопа Хаббл, которую вернули на Землю после замены камеры. Обратите внимание на защитный радиатор справа вверху снимка.
Броня для космоса: как защититься от мелкого мусора и метеороидов?