Статья написана под ярким впечатлением пост «Пиратство в космосе.
Коварные пароходы Дельта-V и водородные стелс.
Часть 1» и представляет собой альтернативный взгляд на представленную вселенную.
Мы будем часто ссылаться на то, что в нем написано, и писать так, чтобы не было необходимости это читать.
Цель : убедить вас в том, что пиратство в космосе неизбежно, неуловимо и вечно.
Мы рассмотрим неполный список методов грабежа и то, как пират может справиться с угрозами.
Эта статья развеет пару мифов и поверхностно рассмотрит инженерные решения, облегчающие жизнь пирата.
Пришел
Коварная Дельта-V Коварная Дельта-В настолько коварна, что обманула даже автора! Из слов автора ясно, что:- Коварная дельта V (она же dV) – это величина, характеризующая величину увеличения или уменьшения значения скорости.
Это понятно, но не совсем
- Резерв (он же резерв) дВ не дВ
- Ускорение dV не dV и не запас dV
- В большинстве случаев пиратские корабли должны иметь запас дВ больший, чем у цели.
- На каждый метр в секунду ускорения цели пиратам потребуется 1 м/с для ускорения и еще 1 м/с для замедления перед атакой.
- Пиратам требуется более чем в два раза большее значение dV, чем у любой цели, которую они пытаются захватить.
- Чтобы поймать цель со скоростью 20 км/с, пират должен разогнаться до этой скорости, израсходовать запас ДВ в 25 км/с, а затем затормозить с импульсом 45 км/с до полной остановки.
.
Характеристики интереса
- Целевая скорость относительно звезды и пиратской скорости (Vs)
- Скорость закрытия (v)
- Максимальное ускорение цели и пирата (а)
- Масса цели и масса пиратского корабля (м)
- Целевой импульс и пиратский импульс (p)
- Расстояние между целью и кораблем в начале маневра (S)
- Запас топлива цели и запас топлива пирата ( f )
- Расход топлива цели и пирата (с)
- Чтобы догнать цель, нужно S=0
- Чтобы застыть относительно друг друга неподвижно (стыковаться без рисков и повреждений), нужно v=0
- Масса цели и пиратского корабля, а также импульсы цели и пирата нас интересуют лишь для нахождения ускорений цели и пирата по формуле: p = m*v, затем v = п/м.
Из этой формулы видно, что чем больше масса корабля, тем меньше скорость при неизменном суммарном импульсе двигателей.
Это означает, что тяжелому транспортному кораблю для набора той же скорости требуется больше топлива, а для получения одинакового ускорения в единицу времени ему нужен более мощный суммарный импульс от всех двигателей.
Смоделируем несколько вариантов исходных параметров характеристик, чтобы понять механику сближения при расстоянии между кораблями 50 м: Цель: [a = 10 м/с*с, f = 200 кг, c = 40 кг/с], пират: [a = 11 м/с*с, f = 100 кг, c = 20 кг/с]
- Цель на полной скорости убегает, пират догоняет. На один ход у них уходит 10 м/с*с, у пирата осталось 1 м/с*с на ускорение - он дает короткий импульс на 1 секунду, в результате чего их скорость сближения (v) становится 1 м/с.
- В течение 5 секунд цель уходит на полной скорости и тратит все 200 кг топлива, пират на 10/11 ходу, сохраняя ускорение равным ускорению цели, тратит (10/11)*20*4 + 20 = ~93 кг топлива
- Пират гасит скорость сближения 1 м/с импульсом в 1/11 мощности двигателя, сжигая еще 2 кг и оставляя себе 5 кг топлива.
Корабли пришвартовались без единой царапины
- Цель на полной скорости убегает, пират догоняет. На один ход у них уходит 10 м/с*с, у пирата осталось 1 м/с*с на ускорение - он дает короткий импульс на 1 секунду, в результате чего их скорость сближения (v) становится 1 м/с.
- За 10 секунд цель сжигает все топливо, пират на мощности 91% сжигает 92 топлива.
Выключает двигатель и продолжает приближаться со скоростью 1 м/с.
- Примерно на 50 секунде полета корабли сравниваются, пират дает ускорение в противоположную от подхода сторону (-900 грамм топлива).
Корабли причаливают без единой царапины
- Цель на полной скорости убегает, пират догоняет. На один ход у них уходит 20 м/с*с, у пирата осталось 2 м/с*с на ускорение - он дает короткий импульс на 1 секунду, в результате чего их скорость сближения (v) становится 2 м/с.
- За 25 секунд полного хода цель сжигает 25 кг топлива, остается 976 кг топлива.
Пират за первый ход сжигает 1 кг топлива, а за оставшиеся 24 секунды еще (20/22)*1*24 = 22 кг топлива, остается 27 кг.
Корабли сравниваются
- Пират дает импульс, равный 2/22 мощности двигателя, сжигая еще 100 грамм топлива, гася скорость сближения 2 м/с - топлива остается более 27 кг.
Стыковка без единой царапины
Вам также не нужно ускорение в 2 раза больше и можно обойтись без волшебного дВ - нужно просто превысить цель ускорения, а остальное вопрос времени.
Пила
Километровые астероиды-невидимки 15 февраля 2013 года в Челябинской области упал метеорит. Несмотря на заявления российских властей о том, что они знали о приближении метеороида, в это верится с трудом: они не сообщили ни его рабочего названия, ни траектории, и только после падения в спецслужбах произошел переполох с введением чрезвычайного положения.Астрономы Швейцарии, Колумбии, Украины и других стран пытались воссоздать его траекторию только по записям видеокамер — метеороид диаметром предположительно 20 метров оказался невидимым для наземных и орбитальных телескопов.
По этому поводу Нил Деграсс Тайсон выступил на CNN USA и рассказал о другом астероиде:
Позже в тот же день астероид приблизился к Земле.Из его разговора с ведущим видно не только его бессилие в уничтожении такой угрозы, но и его бессилие в, казалось бы, тривиальной задаче расчета траектории огромных объектов размером с «полфутбольного поля».Мы следили за ним около года.
Опираясь на законы физики и орбитальные траектории, можно точно рассчитать, куда он полетит. И вот что интересно: он не только летал между Землей и Луной, он не только летал сюда — мы отслеживали множество таких небесных тел.
Но он вошел в наше освоенное космическое пространство и прошел ближе к нашей планете, чем наши орбитальные спутники связи.
И это следует учитывать, ведь тот астероид был размером с половину футбольного поля.
А тот, что взорвался над Россией, примерно в три раза меньше ее.
И у нас нет возможности защитить Землю от таких мелких объектов.
После анализа данных трех наземных обсерваторий, которые способны обнаружить до 276 околоземных объектов, сообщили исследователи В сети Корнелльский университет (Нью-Йорк) в течение года каждого из них обнаружил менее 30%.
При этом 50% обнаруженных объектов имеют абсолютную звездную величину (абсолютную звездную величину, то есть светимость) более 25, что соответствует объектам с приблизительным диаметром менее 30 метров.
Для понимания только астероиды группы Апполо (около 54% от общего числа потенциально обнаруженных околоземных объектов) около 10 000. Те.
две обсерватории за год увидели менее 1% уже известных тел.
К по словам Детлефа Кошны По его словам, общее количество околоземных объектов диаметром от 100 до 1000 метров может достигать 430 тысяч.
Глаз Саурона Автор статьи, вдохновившей на этот пост, постулировал мир, в котором некая система спутников будет настолько всевидящей, что будет фиксировать каждый объект Солнечной системы, вплоть до космического мусора диаметром не менее 1 сантиметра.
Он не просто зафиксирует, но и отследит траекторию каждой песчинки в реальном времени и при малейшем отклонении от курса подаст сигнал тревоги и поднимет сухопутных крыс в боевую стойку.
Я не скажу, что такая система невозможна.
Наоборот, мы посмотрим, как это сделать.
Немного о механике небесных тел
Ньютоновская астромеханика представляет собой дискретную систему двух точек с произвольными массами.Я не буду вдаваться в тонкости расчета методом последовательного приближения, скажу лишь, что на современных компьютерах в реальном времени это очень легкая задача.
Почему же тогда астрономы Нила Деграсса не смогли правильно рассчитать траекторию? Эта система предназначена для быстрого грубого расчета положения двух тел при взаимном притяжении.
Но чтобы вычислить положение 3-х тел, вам нужно будет подтягивать каждое тело к каждому телу за единицу времени, кадр за кадром.
Для 2 тел нужно рассчитать притяжение 2 раза, для 3 тел – 6 раз, для 4 – 12 раз.
В единицу времени необходимо совершить (N-1)*N притяжений, где N — количество тел в системе.
Если бы в нашей системе было всего 10 000 объектов, нам нужно было бы выполнить 99 990 000 вычислений за кадр – и это при условии, что у нас есть ньютоновское пространство! Но и здесь пространство может быть искажено, несмотря на то, что мы не учитываем гравитационные приливы, солнечный ветер, форму астероидов, светимость и т. д. Для 1 000 000 «мертвых» объектов необходимо выполнить 1 000 000 000 000 операций за кадр.
При этом чем меньше единица времени, тем точнее результат. Стоит учесть, что вы вряд ли догадаетесь, как распараллелить эти вычисления — выполнять их нужно последовательно, используя результаты предыдущих вычислений! По замыслу автора, все это для защиты кораблей от обломков, с которыми вы вряд ли столкнетесь.
Я считаю, что дешевле поставить на корабли датчики и броню, чтобы их не поразили.
Но Око Саурона существует, и оно работает: несколько спутников вращаются вокруг Солнца и прожигают каждый сантиметр Солнечной системы, просчитывая невероятно мощным мозгом каждое движение винтика.
Спрячься в холодильник Здесь автор предлагает нам интересное решение: черное антибликовое покрытие, холодильные системы с принудительным поверхностным охлаждением и двигатели: от низкотемпературного водорода до ускорителя массы.
Я выбираю стандартный высокотемпературный двигатель и любой маневровый двигатель.
Как попасть на траекторию грузовых маршрутов в рефрижераторе, если Око Саурона увидит тепловую сигнатуру от потока газа? Мы наберем большую скорость в начале пути (перицентр или апоцентр), а затем нырнем в тень небесных тел, войдя в стелс-режим, а если это невозможно, то нырнем в стелс в любой удаленной точке и по мере движения , маневрирующие двигатели мы используем лишь для того, чтобы изменить траекторию, достигнув желаемой.
Конструкция маневровых двигателей может быть различной:
- Водород можно использовать, выпуская охлажденный поток.
- Высокотемпературный может уменьшаться в размерах и выпускать струю небольшими порциями, разделяя их во времени (как медуза).
- В массовом ускорителе используйте охлажденные пули диаметром менее 1 см.
При необходимости можно имитировать свет звезд на поверхности устройства, направляя его в сторону известных обсерваторий.
Выиграл
Итак, вы не догнали цель, Око вас увидело, а адвокаты уже запрягают коней для вашей души.Но ты все еще можешь выиграть Чтобы пиратствовать, не поймав цель:
- Устанавливайте удаленные мины со шрапнелью или бросайте их по направлению полета цели и требуйте груз, биткойны, корабль или что-то еще.
- Угрожайте выстрелом в сторону корабля, находясь на его курсе.
- Повредить двигатель.
- Подумайте сами.
А большая масса кораблей при низкой маневренности сделает их уязвимыми для различного рода атак.
Если адвокаты летят к вам, пусть летят Пройдет много времени, прежде чем это произойдет. Берете корабль - он будет ценнее груза - и бросаете груз по направлению движения грузового корабля - будет сюрприз для копов, когда они с их безумным ускорением столкнутся с шрапнелью от товара.
Чем больше облако шрапнели, тем сложнее им увернуться, и если они не выйдут из себя, то им все равно придется соответствовать скорости шрапнели - когда облако приблизится, оно их сильно замедлит. , если не убить их.
А пока можно украсть корабль (подумайте, как его спрятать), или украсть все оборудование, часть топлива, а сам корабль на полном ходу отправить на базу ментов - пусть с этим разбираются, а не с тобой.
Удаление фекалий
Вы победили или всё пошло не по плану? Пришло время уйти.Плюнь Саурону в глаз Возьмите с собой «дымовую шашку», или «кучку блесток» и разбрызгайте их, или взорвите огромный «шар» вокруг корабля, а затем начните выплевывать свои надутые копии шариков во все стороны, и притворяйтесь самому быть мячиком - пусть ловушки летят во все стороны, имитируя маневренность и массу друг друга - Око не угадает, за какой из десятков, сотен или тысяч ловушек нужно гнаться копам.
Что, если таких пиратов, как ты, десять, и все используют этот трюк? Примерно по такому же принципу скрываются боевые части ядерной ракеты при вертикальном пикировании.
Даже если адвокаты в итоге поймают одного настоящего, ничего страшного — вы найдете нового партнера.
Война дроидов неизбежна Юристы не будут сжигать много топлива, посылая в вашу сторону целые флоты, не будут вести с вами партизанские войны среди астероидов, не будут играть в кошки-мышки, пытаясь догнать корабль-невидимку, заточенный не для прямого вооруженного конфликта, а за скорость и маневренность и скрытность.
Тем более, что вас много и вы все ринулись в россыпь.
Нет. Они пошлют за вами дроидов! Если грузовые корабли будут дороже грузовых, если они беззащитны перед пиратами и дорого отправлять целые военные флоты с эскортом, грузовых кораблей не будет. Сейчас наступит эпоха катапульт. Груз будет отправляться специальными кораблями, доставляющими контейнеры с взрывчаткой и грузами на необходимую траекторию, а в конце будут корабли-приемщики.
Каждый контейнер может летать в космосе годами, создавая бесконечный поток товаров от одной станции к другой.
Полуавтоматические дроны будут летать по таким торговым нитям в полусонном режиме, просыпаясь от подозрительных сигнатур или если какой-то дрон вышел из строя.
Эти дроны дешевле, на них не обращаешь внимания, и они эффективнее людей.
Дрон, патрулирующий отдаленные края системы или преследующий злоумышленника, может делать это годами, потреблять меньше топлива, быть более маневренным и выдерживать нагрузки более 20 g. А их могут быть сотни тысяч и даже сотни миллионов.
Пиратам ничего не останется, как украсть технологию дронов и использовать ее в своих темных делах — начнется война роботов, и она может быть вечной.
Теги: #Космонавтика #Будущее здесь #Научная фантастика
-
Новый Мускус
19 Oct, 24 -
Экскурсия По Дому Будущего Microsoft
19 Oct, 24 -
Галерея Скриншотов
19 Oct, 24
