Войны в космосе. Снова.
Скажем так, у меня есть ощущение, что есть необходимость рассмотреть кое-какие нюансы этого всеми столь любимого процесса вне рамок какого-либо сеттинга. В общем и целом.
Есть два нюанса, на которых мне хотелось бы заострить особое внимание, т.к. именно вокруг них обычно ломаются самые крепкие копья.
Первый это:
There Ain't No Stealth In Space
http://www.projectrho.com/rocket/rocket3w.html#nostealth
Данная проблема сводится к утверждению, что в космосе все видят всех и скрыться от наблюдения нельзя. Любой корабль сначала получит предупреждение о противнике, а лишь затем начнётся собственно обмен ударами.
But in open warfare, the actual warships, or whatever else you chose
to call the platforms that do the shooting, will be clearly visible
before the shooting starts. And the combat tactics will thus be based
on an assumption of universal detectability, not of stealth and tactical
surprise.
В свою очередь, это утверждение базируется на следующих аргументах:
а) Работа даже маломощного двигателя может быть засечена с очень больших дистанций.
Telescope - 2 meter aperture, f/2 optics. Dall-Kirkham folded Cassegrain,
most likely, but with f/2 it isn't as vital as with some systems.
Detector - Tektronix 2048 x 2048 pixel CCD array, 350-1000 nm response,
80% quantum efficiency, 27 um pixel size.
...
As for detection range, such a system could spot a single Space Shuttle
attitude control thruster firing at a range of fifteen million kilometers.
Light up the whole package, main engines and SRBs, and the detection
range jumps to twenty *billion* kilometers.
Considering more advanced propulsion systems, a thousand-ton spacecraft
accelerating at 0.001g using ion or plasma thrusters should be visible
at two hundred million kilometers.
б) Дальность обнаружения корабля с выключенными двигателями также весьма велика.
Example: A Russian Oscar submarine is a cylinder 154 meters long and has a beam of 18 meters, which would be a good ballpark estimate of the size of an interplanetary warship. If it was nose on to you the surface area would be 250 square meters. If it was broadside the surface area would be approximately 2770. So on average the projected area would be 1510 square meters ([250 + 2770] / 2).
If the Oscar's crew was shivering at the freezing point, the maximum detection range of the frigid submarine would be 13.4 * sqrt(1510) * 2732 = 38,800,000 kilometers, about one hundred times the distance between the Earth and the Moon, or about 129 light-seconds. If the crew had a more comfortable room temperature, the Oscar could be seen from even farther away.
в) Нет возможности предсказать направления с которых будет вестись наблюдение и, следовательно, нет возможности снижения заметности в каких-либо ракурсах.
Sixty degrees has been suggested here as a reasonably "narrow" cone to hide one's emissions in. As a sixty-degree cone is roughly one-tenth of a full sphere, a couple dozen pickets or drones are enough to cover the full sky so that there is no safe direction to radiate even if you know where they all are. The possiblility of hidden sensor platforms, and especially hidden, moving sensor platforms, is just icing on the cake.
г) Длительные полеты с выключенным двигателем лишены смысла.
(Somebody suggested a ship shutting down and stealthly coasting into enemy range from a billion kilometers away)
That's nice if you can plan your tactical operations six months in advance. Not very likely, at least against a maneuvering foe. Sometime between when you boost and when you arrive, he'll redeploy and you'll have to correct your course accordingly. Which will give you away.
And you can't beat that effect by coasting in really, really fast so as to cross a billion kilometers in a week. Boosting to such a speed in the first place will require so much energy that you'll be detected even from a billion kilometers away. You can back off to twenty billion kilometers, of course, but then you're dealing with that six-month planning cycle again...
***
Теперь разберём ситуацию.
1) Дальности вывода из строя сенсоров на несколько порядков превышают дальности уничтожения их носителей или просто боевых кораблей. Специфика космоса, где это выражено столь явно. На планетах обычно мешаются всякие атмосферы и горизонты. Это всегда следует помнить.
2) Дистанции применения лучевого оружия могут достигать миллиарда километров. Поэтому обеспечение незаметного выхода на такую дистанцию можно считать успешным применением технологий малозаметности. С этой дистанции уже бой может начаться, а не отвлечённое планирование на полгода вперёд.
3) Рассмотренная выше система обнаружения предназначена для обнаружения факелов двигателей и непригодна для обнаружения кораблей с выключенными двигателями. Конечно же она способна обнаружить объект, нагретый выше температуры окружающей среды, но она неспособна найти отличия между нагретым куском фольги и нагретой обшивкой корабля. Попытки использовать эту систему для предварительного обнаружения, приведут к постоянным срабатываниям в результате внезапного появление очередного миллиона "целей". Аналогичным образом она не сможет найти среди тысяч воздушных шариков гигатонную боеголовку. Даже не скажет, есть ли она там вообще.
4) Самостоятельные пассивные сенсоры не такие невидимые, как кажутся на первый взгляд. Если они не установлены непосредственно на ударном корабле, то они вынуждены поддерживать с ним постоянный обмен информацией. Т.е. излучать что-либо. Чем дальше они от корабля, тем легче этот обмен засечь. Чем ближе они к кораблю, тем меньшее значение имеет аргумент с невозможностью сохранения малозаметности в заданных ракурсах. Хуже того, если этот корабль ещё и маневрирует, то спутники наблюдения также вынуждены маневрировать. Дистанции обнаружения работающих двигателей можно посмотреть выше. Так или иначе, речь идёт о том, что рубеж обнаружения должен быть вынесен на сотни тысяч или даже миллиарды километров от защищаемого объекта, причем спутников на этих орбитах должно быть достаточное число для просмотра всей защищаемой зоны с достаточной частотой. Т.е. вокруг защищаемого объекта должна быть сфера дозорных спутников раннего обнаружения с радиусом в "сотни тысяч или даже миллиарды километров". Проблема не в потребном числе спутников, проблема в том, что нападающий знает по какой траектории он летит и сколько времени на этой уйдёт. Поэтому его не волнует система в целом. Его волнует только те зоны защитного порядка, из которых возможно обнаружение малозаметного корабля, прорывающего эту оборону. Очевидно, что первоначальные усилия нападающего будет сведены к поиску и нейтрализации излучающих спутников обнаружения в заданных зонах. Нейтрализация не обязательно сводится к уничтожению - возможно и реконфигурация излучающих участков корабля в зависимости от текущего положения спутников или же блокирование требуемых секторов наблюдения теми или иными завесами. Также следует помнить, что в случае действий против внешнего спутника обнаружения, всеракурсная малозаметность совершенно не требуется. Но обычное уничтожение или ослепление спутников куда проще - см. п.1.
5) Дальности обнаружения. В первую очередь дальность обнаружения корабля с выключенным двигателем. Не совсем ясно, зачем расчёт проводился для столь высокой температуры. Вне зависимости от наличия на кораблях экипажа, следует предположить, что вести наблюдение придётся за поверхностями с температурой жидкого водорода (20К) в случае обычных кораблей и температурой окружающей среды, т.е. единицы кельвинов, в случае малозаметных кораблей. Жидкий водород это один из наилучших видов рабочего тела. Охлаждение рабочим телом внешней поверхности это решение не просто очевидное, а и широко применяемое на практике. И подобный корабль по идее должен быть типовым. Столь же очевидным решением является использование жидкого гелия на кораблях с гелиевым термоядерным реактором или на специализированных малозаметных кораблях, безотносительно наличия на них гелиевого реактора. Подставив 20К в вышеприведённый пример, мы получим сокращение дистанции обнаружения с 38.000.000 км до 208.283 км. При ещё более глубоком охлаждении дальность обнаружения -> 0 (убывает по квадаратичной зависимости, т.е. очень быстро). При этом нет необходимости в обязательном порядке постоянно излучать избыточное тепло куда бы то ни было, т.к. его всегда можно хранить на борту в тепловых аккумуляторах. Особенно это полезно для действий в районах, достаточно удалённых от центрального светила, где внешний поток энергии незначителен. Для действий в р-не орбиты Юпитера, одного кубометра шугообразного водяного льда достаточно для аккумуляции полугодового потока солнечной энергии, поступающего на один квадратный метр поверхности. Расстояние от Юпитера до Земли (если это именно она является защищаемым объектом) - полмиллиарда-миллиард километров, т.е. близко к предельной дистанции стрельбы.
6) Осознайте масштабы того, что сказано в предыдущем пункте. Представьте, сколько небесных тел естественного происхождения находятся в таком объёме, включая те, которые влетают в него извне. Каждое такое тело - потенциальная возможность для скрытного перемещения.
_________
Вывод: при ведение боевых действий в космосе, снижение заметности занимает столь же важное место как и при ведении боевых действий на поверхности планет.
***
Вы ещё помните, что в начале речь шла про два вопроса? Второй касается применимости истребителей, их роли и места в космических боях.
Даю краткую историческую справку: специализированные самолеты-истребители появились как ответ на действия самолетов-разведчиков и корректировщиков.
Скажите, после прочтения разбора первого вопроса вы по-прежнему не видите места для небольшой такой малозаметной машинки, охотящейся на разведчиков, корректировщиков и других таких же машинков, причём их действия имеют настолько далеко идущие последствия, что со временем становятся самоцелью?
Есть два нюанса, на которых мне хотелось бы заострить особое внимание, т.к. именно вокруг них обычно ломаются самые крепкие копья.
Первый это:
There Ain't No Stealth In Space
http://www.projectrho.com/rocket/rocket3w.html#nostealth
Данная проблема сводится к утверждению, что в космосе все видят всех и скрыться от наблюдения нельзя. Любой корабль сначала получит предупреждение о противнике, а лишь затем начнётся собственно обмен ударами.
But in open warfare, the actual warships, or whatever else you chose
to call the platforms that do the shooting, will be clearly visible
before the shooting starts. And the combat tactics will thus be based
on an assumption of universal detectability, not of stealth and tactical
surprise.
В свою очередь, это утверждение базируется на следующих аргументах:
а) Работа даже маломощного двигателя может быть засечена с очень больших дистанций.
Telescope - 2 meter aperture, f/2 optics. Dall-Kirkham folded Cassegrain,
most likely, but with f/2 it isn't as vital as with some systems.
Detector - Tektronix 2048 x 2048 pixel CCD array, 350-1000 nm response,
80% quantum efficiency, 27 um pixel size.
...
As for detection range, such a system could spot a single Space Shuttle
attitude control thruster firing at a range of fifteen million kilometers.
Light up the whole package, main engines and SRBs, and the detection
range jumps to twenty *billion* kilometers.
Considering more advanced propulsion systems, a thousand-ton spacecraft
accelerating at 0.001g using ion or plasma thrusters should be visible
at two hundred million kilometers.
б) Дальность обнаружения корабля с выключенными двигателями также весьма велика.
Example: A Russian Oscar submarine is a cylinder 154 meters long and has a beam of 18 meters, which would be a good ballpark estimate of the size of an interplanetary warship. If it was nose on to you the surface area would be 250 square meters. If it was broadside the surface area would be approximately 2770. So on average the projected area would be 1510 square meters ([250 + 2770] / 2).
If the Oscar's crew was shivering at the freezing point, the maximum detection range of the frigid submarine would be 13.4 * sqrt(1510) * 2732 = 38,800,000 kilometers, about one hundred times the distance between the Earth and the Moon, or about 129 light-seconds. If the crew had a more comfortable room temperature, the Oscar could be seen from even farther away.
в) Нет возможности предсказать направления с которых будет вестись наблюдение и, следовательно, нет возможности снижения заметности в каких-либо ракурсах.
Sixty degrees has been suggested here as a reasonably "narrow" cone to hide one's emissions in. As a sixty-degree cone is roughly one-tenth of a full sphere, a couple dozen pickets or drones are enough to cover the full sky so that there is no safe direction to radiate even if you know where they all are. The possiblility of hidden sensor platforms, and especially hidden, moving sensor platforms, is just icing on the cake.
г) Длительные полеты с выключенным двигателем лишены смысла.
(Somebody suggested a ship shutting down and stealthly coasting into enemy range from a billion kilometers away)
That's nice if you can plan your tactical operations six months in advance. Not very likely, at least against a maneuvering foe. Sometime between when you boost and when you arrive, he'll redeploy and you'll have to correct your course accordingly. Which will give you away.
And you can't beat that effect by coasting in really, really fast so as to cross a billion kilometers in a week. Boosting to such a speed in the first place will require so much energy that you'll be detected even from a billion kilometers away. You can back off to twenty billion kilometers, of course, but then you're dealing with that six-month planning cycle again...
***
Теперь разберём ситуацию.
1) Дальности вывода из строя сенсоров на несколько порядков превышают дальности уничтожения их носителей или просто боевых кораблей. Специфика космоса, где это выражено столь явно. На планетах обычно мешаются всякие атмосферы и горизонты. Это всегда следует помнить.
2) Дистанции применения лучевого оружия могут достигать миллиарда километров. Поэтому обеспечение незаметного выхода на такую дистанцию можно считать успешным применением технологий малозаметности. С этой дистанции уже бой может начаться, а не отвлечённое планирование на полгода вперёд.
3) Рассмотренная выше система обнаружения предназначена для обнаружения факелов двигателей и непригодна для обнаружения кораблей с выключенными двигателями. Конечно же она способна обнаружить объект, нагретый выше температуры окружающей среды, но она неспособна найти отличия между нагретым куском фольги и нагретой обшивкой корабля. Попытки использовать эту систему для предварительного обнаружения, приведут к постоянным срабатываниям в результате внезапного появление очередного миллиона "целей". Аналогичным образом она не сможет найти среди тысяч воздушных шариков гигатонную боеголовку. Даже не скажет, есть ли она там вообще.
4) Самостоятельные пассивные сенсоры не такие невидимые, как кажутся на первый взгляд. Если они не установлены непосредственно на ударном корабле, то они вынуждены поддерживать с ним постоянный обмен информацией. Т.е. излучать что-либо. Чем дальше они от корабля, тем легче этот обмен засечь. Чем ближе они к кораблю, тем меньшее значение имеет аргумент с невозможностью сохранения малозаметности в заданных ракурсах. Хуже того, если этот корабль ещё и маневрирует, то спутники наблюдения также вынуждены маневрировать. Дистанции обнаружения работающих двигателей можно посмотреть выше. Так или иначе, речь идёт о том, что рубеж обнаружения должен быть вынесен на сотни тысяч или даже миллиарды километров от защищаемого объекта, причем спутников на этих орбитах должно быть достаточное число для просмотра всей защищаемой зоны с достаточной частотой. Т.е. вокруг защищаемого объекта должна быть сфера дозорных спутников раннего обнаружения с радиусом в "сотни тысяч или даже миллиарды километров". Проблема не в потребном числе спутников, проблема в том, что нападающий знает по какой траектории он летит и сколько времени на этой уйдёт. Поэтому его не волнует система в целом. Его волнует только те зоны защитного порядка, из которых возможно обнаружение малозаметного корабля, прорывающего эту оборону. Очевидно, что первоначальные усилия нападающего будет сведены к поиску и нейтрализации излучающих спутников обнаружения в заданных зонах. Нейтрализация не обязательно сводится к уничтожению - возможно и реконфигурация излучающих участков корабля в зависимости от текущего положения спутников или же блокирование требуемых секторов наблюдения теми или иными завесами. Также следует помнить, что в случае действий против внешнего спутника обнаружения, всеракурсная малозаметность совершенно не требуется. Но обычное уничтожение или ослепление спутников куда проще - см. п.1.
5) Дальности обнаружения. В первую очередь дальность обнаружения корабля с выключенным двигателем. Не совсем ясно, зачем расчёт проводился для столь высокой температуры. Вне зависимости от наличия на кораблях экипажа, следует предположить, что вести наблюдение придётся за поверхностями с температурой жидкого водорода (20К) в случае обычных кораблей и температурой окружающей среды, т.е. единицы кельвинов, в случае малозаметных кораблей. Жидкий водород это один из наилучших видов рабочего тела. Охлаждение рабочим телом внешней поверхности это решение не просто очевидное, а и широко применяемое на практике. И подобный корабль по идее должен быть типовым. Столь же очевидным решением является использование жидкого гелия на кораблях с гелиевым термоядерным реактором или на специализированных малозаметных кораблях, безотносительно наличия на них гелиевого реактора. Подставив 20К в вышеприведённый пример, мы получим сокращение дистанции обнаружения с 38.000.000 км до 208.283 км. При ещё более глубоком охлаждении дальность обнаружения -> 0 (убывает по квадаратичной зависимости, т.е. очень быстро). При этом нет необходимости в обязательном порядке постоянно излучать избыточное тепло куда бы то ни было, т.к. его всегда можно хранить на борту в тепловых аккумуляторах. Особенно это полезно для действий в районах, достаточно удалённых от центрального светила, где внешний поток энергии незначителен. Для действий в р-не орбиты Юпитера, одного кубометра шугообразного водяного льда достаточно для аккумуляции полугодового потока солнечной энергии, поступающего на один квадратный метр поверхности. Расстояние от Юпитера до Земли (если это именно она является защищаемым объектом) - полмиллиарда-миллиард километров, т.е. близко к предельной дистанции стрельбы.
6) Осознайте масштабы того, что сказано в предыдущем пункте. Представьте, сколько небесных тел естественного происхождения находятся в таком объёме, включая те, которые влетают в него извне. Каждое такое тело - потенциальная возможность для скрытного перемещения.
_________
Вывод: при ведение боевых действий в космосе, снижение заметности занимает столь же важное место как и при ведении боевых действий на поверхности планет.
***
Вы ещё помните, что в начале речь шла про два вопроса? Второй касается применимости истребителей, их роли и места в космических боях.
Даю краткую историческую справку: специализированные самолеты-истребители появились как ответ на действия самолетов-разведчиков и корректировщиков.
Скажите, после прочтения разбора первого вопроса вы по-прежнему не видите места для небольшой такой малозаметной машинки, охотящейся на разведчиков, корректировщиков и других таких же машинков, причём их действия имеют настолько далеко идущие последствия, что со временем становятся самоцелью?