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什么是“真实”的太空战斗——引言

修改于2021/11/191942 浏览同人
先说几句废话,写这个系列源自隔壁这个问题:如何评价这部科幻小说中的军事桥段?
首排提醒:本系列均基于已有理论,且作者思想保守。
1、太空战斗到底是啥样?
谁不喜欢用激光、导弹和能量盾进行的太空大战呢?
大部分引人入胜的科幻小说中,都少不了宇宙飞船互相毁灭的场景。不幸的是,当你引入真正的科学方程时,事情必然变得复杂。况且很多情况下,你做得越准确,它就越不有趣。
时至今日,太空依然是一个陌生的环境,我们这些弱小的人类很难理解在那里作战的所有潜在困难。问题是如此之多,也难怪很多人(包括我)在创作时更倾向于未来版的第二次世界大战。
2、太空真的很大很空!
1 AU(地球到太阳的距离) = 149,597,871 km
1 Ls(光跑一秒的距离) = 299,792 km
地球同步轨道高度:42,164 km
北京到上海的直线距离:1,088 km
床和厕所的距离:0.01 km
如此场景下,敌人最多是在雷达显示屏上的小光点,而绝非驾驶玻璃正中的X-wing(谁不喜欢dog fight呢?)。
再考虑到太空武器的超长射程,敌对双方很可能永远无法相互接近。另一个主要问题就是航行时间。假如你设定双方都拥有可以随意乱跳的曲速引擎,那咱另说(而且这种场景下几乎不可能发生遭遇战)。在更保守的亚光速世界里,哪怕征讨火星人也要花费大量的时间。
还有就是如何探测索敌,会专门写个文章说说自己的观点。
3、太空飞行并不自由!
之后天问一号比较火,那我们就拿登陆火星举例。
先说个概念,不考虑无工质推进,那太空飞行器必然离不开一个重要的概念——Delta-V,代表change of velocity。
再说霍夫曼轨道(Hohmann Transfer Orbits),其代表从A行星飞到B行星时,Delta-V最小的轨道。据我查到的资料,从地球到火星,走霍夫曼轨道,大概要19 km/的Delta-V(上地球轨道就要12 km/s)。
这里不展开,有兴趣的朋友自己查查,资料太多。
TapTap
我想表达什么呢?军事行动是要考虑成本的,咱去打火星,肯定要多带点炮弹吧。总质量不变的条件下,为了多带炮弹,燃料就要少带,那么肯定是要选取Delta-V最小的路。
火星人也不蠢,肯定要堵你。莽的话直接扔导弹和地球舰队轨道相切,中途就炸你一波。
那咋办?只能牺牲载弹量,稍微绕个路。实在不行,还可以把炮弹打出去转化成Delta-V嘛。但无论如何,肯定不会一直喷着工质做无意义的深空巡航。
提一个不错的跨行星战斗游戏:Planetary Annihilation
TapTap
4、事情发生的很快!
接上一话题。为了在太空中愉快地玩耍,星际航天器的速度必须要足够快。
拿著名的旅行者一号举例,大约17 km/s,是速度最快的人造物体之一。
作为比较,SR-71最大速度也就3马赫多,算4马赫,也就是不到1.5 km/s。
TapTap
现在你是一名太空B-17的尾炮射手,试图射击敌人的飞行器——算它和旅行者一号差不多快——你的大脑还没有意识到敌人出现,它就已经消失了。
即便是自动瞄准炮台也存在问题。近距离情况下,其炮口转动速度会非常夸张,对武器可靠性提出了很高的要求。
但是,你再快能快的过光吗?
激光武器指哪儿打哪儿,在光秒级别以下的战斗中可以认为百发百中。对于目标来说,几乎没有任何预警的可能,你发现对方开火时即遭到了杀伤。再好的飞行员也无法进行躲闪和规避。
当然激光武器有许多实用性问题,以后聊。
5、攻大于守
既然说到激光,那就说说武器。纵观历史,武器的破坏性越来越大,装甲很难跟上。现代防弹衣可以阻止轻武器的射击,但它对更强大的武器是毫无用处的(你有IV插板,我有20mm自动炮)。即使是重装坦克,也很容易被不那么先进的武器摧毁。
TapTap
原因很简单,武器不必摧毁整个目标,只要破坏系统中的重要部件,整个系统就很可能停止工作。理想情况下的盔甲必须保护整个物体,而武器只需对其一部分施加破坏性能量。
常见设定中,不管是Kinetic、Laser、Particle Beam、Missile、还是一些更加浮夸的武器,这些武器理论上都有很好的毁伤效果。因此可以大胆推测,在太空战斗中,攻大于守的趋势会被进一步放大。
关于这些武器的细节,会在后续文章中详细讨论。
这里简单说说很多幻想中都会出现的能量护盾。首先,个人不看好那种全覆盖护盾,因为效率低下!运行它们所需的能量远超激光穿透所需的能量。定向的、小范围的临时护盾倒是相对可行,其本质即侦测并拦截来袭火力,与现代防御思想类似。
6、人类的身体很脆弱!
最简单的例子:飞船灵巧闪过了来袭的动能弹头,但船员们都成了肉酱。
在太空中走得很快不是问题。如果没有空气阻力,光速是唯一的极限。
问题在于加速度。
实际战斗中,为了躲避来袭的炮弹、导弹,战术机动必不可少。加速度越大,躲开攻击的成功率就越高。人体只能承受有限的G,而且无法长时间承受高G。
TapTap
当飞船引擎全功率运行时,船员们会被狠狠地按在座位(或者墙壁与甲板)上。再夸张一点,那就是变成肉酱。
大刘三体中的深海模式就是这个事儿。
7、一切最好都交给机器人!
计算机处理信息的速度比人类快得多,随着技术的进步,这一差距只会越来越大。不说未来,现代军队早已和计算机密不可分,例子太多这儿就不赘述了。而且如上段所说,机器面对高加速度时,比血肉之躯要耐操许多。
想象一下纯计算机控制的太空战舰,不需要维生系统、不需要舰桥、甚至不需要厕所。它们在太空中可以随意进行各种浮夸机动,转瞬间锁定并攻击疾驰而过的敌人。
引言先说这些,后续专栏会更新具体的干货。再次说明,以上大部分内容都是推测性的和有争议的。如果你不认同,欢迎讨论。[嗒啦啦2_吃瓜]
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