Множество лазеров может стать новым видом космического оружия, сопоставимого по мощности с ядерным

Множество лазеров


Мы уже неоднократно рассказывали нашим читателям о проекте под названием Breakthrough Starshot, целью которого является запуск крошечного космического аппарата в сторону ближайшей к Земле звезды с целью изучения недавно найденной там экзопланеты. Предполагается, что этот космический аппарат, представляющий собой небольшую печатную плату, будет разогнан до скорости, равной 20 процентам от скорости света, при помощи света множества мощных лазеров, установленных на поверхности Земли. Однако, группа экспертов, произведя ряд предварительных расчетов, выяснила, что аналогичный принцип может стать основой нового вида кинетического оружия космического базирования, которое по мощности не будет уступать ядерному оружию.

Согласно вышеупомянутым предварительным расчетам, лазерное множество, суммарной мощностью в 70 гигаватт, будет в состоянии разогнать 100-киллограммовую "болванку" до скорости в 2 процента от скорости света (6 тысяч километров в секунду) всего за 122 секунды. Энергия, которая выделится при попадании такого снаряда в цель, будет эквивалентна энергии взрыва 430 килотонн эталонного взрывчатого вещества.

Для сравнения, главный калибр линкора разгоняет снаряд в своем стволе с ускорением в 49 тысяч метров за секунду в квадрате. И для того, чтобы разогнать снаряд с таким ускорением до 2 процентов от скорости света потребовалось бы орудие со стволом, диной 367 347 километров, что сопоставимо с расстоянием между Землей и Луной, которое составляет 384 400 километра.

Естественно, что разместить на Земле лазерную установку, мощностью 70 гигаватт, не получится из-за проблем, связанных с огромным количеством требующейся ей энергии. Но такая установка может быть размещена на Луне, где на квадратный километр поверхности падает около одного гигаватта солнечной энергии. Если опустить пока проблемы, связанные с необходимостью изготовления панелей солнечных батарей прямо на месте, эффективностью преобразований солнечной энергии в энергию света лазеров и, затем, в кинетическую энергию, то лунная лазерная "пушка" будет способна делать один выстрел за две минуты, посылая снаряд, мощность которого сопоставима с мощностью ядерного заряда.

Принимая во внимание все вышесказанное, можно отметить, что во всех научно-фантастических фильмах возможности показанного там оружия весьма неточны. Кинетическое космическое оружие из "Звездных войн" или "Звездного пути" должно быть на самом деле намного более мощным, чем это показывается зрителям.




Ключевые слова:
Breakthrough Starshot, Лазер, Мощность, Скорость, Снаряд, Энергия, Ядерное, Оружие, Луна, Солнечные, Батареи

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • На околоземную орбиту отправились прототипы первого "межзвездного космичес ...
  • Компания General Atomics провела первые успешные стрельбы управляемыми снар ...
  • Начата разработка GPS-управляемых снарядов для экспериментального электрома ...
  • Машины-монстры: "Толстый Густав" - одно из самых больших артиллерийских о ...
  • Электромагнитная рельсовая пушка разогнала снаряд до скорости 7.5 Max.




  • 20 ноября 2017 09:12
    #1 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 124
    хмм, круто чего бы ученые не делали, все равно получается оружие
        
    20 ноября 2017 09:34
    #2 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3916
    Цитата: gen_sec
    чего бы ученые не делали

    Я сказал бы чуть по-иному - всегда найдется то, кто превратит это в оружие.


    --------------------
        
    20 ноября 2017 10:15
    #3 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 278
    Этот старый трюк (мечта 60-х) до сих пор не изжит окончательно. Амеры летали на Луну именно с целью изучения возможности размещения там Базы с рельсотронами для обстрела Земли металлическими болванками. Однако радиоактивность даже сейчас не позволяет длительное пребывание на Луне людей, а приповерхностная мелкодисперстная реголитовая пыль изнашивает любые механизмы за недели. Так же срок годности солнечных батарей резко снижается из-за метеоритного песка!
    Так что обладание новым оружием отложено на неопределенный срок. Однако недавнее обнаружение карстовых пустот под поверхностью Луны, технологии термоядерного синтеза и искусственного интеллекта в условиях наростающей военной конкуренции США, РФ, КНР воскрешают посути идеи Супероружия, умершие в 70-х годах прошлого тысячелетия!
        
    20 ноября 2017 10:28
    #4 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 124
    Helltorn, я думаю, что как только на луне появится чье либо оружие, то эта страна сразу можно сказать подписывает себе приговор... чисто мое мнение)
        
    20 ноября 2017 10:46
    #5 Написал: Pulsar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 328
    Не понимаю, почему лазерное оружие называют кинетическим. Да, давление света имеет место, но оно ничтожное и имеет смысл для разгона сверхлёгких аппаратов в космосе. А как оружие - оно энергетическое (тепловое).
        
    20 ноября 2017 14:53
    #6 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 124
    Pulsar,
    не забывайте про невесомость, в атмосфере под действием гравитации не остается выбора кроме как использовать лазеры как тепловые, а в невесомости непреривным потоком частиц можно разогнать походу что угодно по весу ( если я правильно понял)
        
    20 ноября 2017 19:00
    #7 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 17
    В статье интересные цифры для расчётов - 122 секунды. Почему не 200 или не 300 или не больше? Ведь за большее время при такой мощности можно разогнать ещё быстрее.
    Ориентировочно, за 122 секунды при таких расчётах снаряд пролетит 366000 километров, то есть, практически расстояние от Луны до Земли (с окололунной орбиты, например).
    Так что предположения о военном использовании такой технологии небезосновательны. А построено всё будет под лозунгом "мы просто хотим запускать космические корабли к ближайшим звёздам".
    Но это пока всё равно всё теория, неужели 100 кг болванка не успеет расплавиться и разбрызгаться при такой мощности падающего на неё излучения?
        
    20 ноября 2017 21:37
    #8 Написал: Ptomaine

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1
    ed,

    Думаю нет, если снаряды будут вольфрамовые болванки, например...
        
    21 ноября 2017 03:35
    #9 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 278
    Существуют ультрахолодные синие лазеры, не способные нагревать поверхность, однако при импульсном режиме они создают мощные кинетические ударные волны на поверхности объекта. Именно так осуществляется разгон объектов, причём до 95% энергии тратится именно на динамическое ускорение, что многократно эффективней любых существующих ракетных двигателей. Ограничением являлась пока только удельная мощность лазера и мощность энергоустановки. Первая проблема уже решена, а вторая на подходе (термоядерная энергетика).
    Путем концентрации тысяч мощных лазерных когерентных источников на объекте, теоретически его можно разогнать до релятивистских скоростей на сравнительно короткой дистанции.
    Зная Человеческую природу могу забожиться что это будет использовано только в МИРНЫХ ЦЕЛЯХ для блага всех людей!!!
        
    21 ноября 2017 09:24
    #10 Написал: kt315b

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1
    Да вы что ребята? Давление света за 122 сек и на метр не сдвинет инертную массу 100кг
        
    21 ноября 2017 17:01
    #11 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 124
    kt315b,
    хмм, с удовольствием выслушаем Ваши доводы)))
        
    21 ноября 2017 21:40
    #12 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 17
    Могу ошибиться, но попробую посчитать, расплавиться ли вольфрамовая болванка.
    Удельная теплота правления вольфрама - 184 кДж/кг (при нормальном атмосферном давлении, в вакууме будет меньше).
    Для расправления 100 кг нужно 18400 кВт / сек или поток энергии 151 кВт/сек на протяжении 122 секунд (без учёта потерь на излучение).
    При 95% эффективности лазера: 70 гВт * 0,05 = 3500000 кВт что позволит расплавить за 122 сек. болванку массой в 3500000/151=23178 раз больше.
    Ну, если в статье имелась в виду мощность 70 гВт не в секунду, а в час, то тогда: в 6,44 раза больше.

    А если брать массу болванки больше, хотя бы в 6,44 раза, например, (чтобы не расплавилась), то и скорость у неё будет меньше за 122 секунды, и её тогда можно дольше по времени разгонять, но это всё равно ничего не даст, так как за большее время она тоже всё равно расплавится.
        
    22 ноября 2017 03:06
    #13 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 124
    ed,
    спасибо Вам)
        
    22 ноября 2017 10:39
    #14 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 17
    Я в расчёте не учёл энергию, необходимую для нагрева. Сначала надо нагреть, потом расплавить. Кто пересчитает?
        
    22 ноября 2017 11:00
    #15 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 510
    ed, это невозможно корректно пересчитать, не зная самого главного параметра - кпд нагрева такой лазерной установки. Ведь, судя по ее назначению, изрядная доля энергии лазера переходит не в нагрев, а в кинетический импульс. Даже примерно не могу предположить, какой процент энергии лазеров пойдет на разгон, а какой на нагрев.
    Кроме того, очевидна еще одна ожидающая разработчиков проблема - точность фокусировки и наведения с огромной дистанции на маленькую и чрезвычайно быстро движущуюся цель, которую в свою очередь нужно разогнать не абы куда, а в определенном, очень точно указанном направлении. Ведь даже ничтожная неравномерность фокусировки приведет к получению вращательного момента и отклонению от первоначальной траектории.
        
    23 ноября 2017 21:13
    #16 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 17
    В расчётах по энегрии плавления я исходил из максимальной вроде уже доступной эффективности в 95%, которую предложил Helltorn.
    А высокая степень фокусировки лучей и точность их наведения на болванку для прицеливания может быть сложностью, но вроде же нет принципиальных ограничений для её преодоления? Болванка же летит по прямой от точки её запуска.
    А вот точно прицелиться в конкретную точку куда надо попасть, думаю, будет сложнее. Тут надо иметь возможность как-то корректировать траекторию болванки (особенно на первых моментах). Но лазеров же много, можно как-то динамически управлять их мощностью корроектируя при этом в некоторых пределах траекторию.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.