![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
fonzeppelinНабившем, откровенно говоря, сущую оскомину. Посему перепостил этот замечательный материал от коллеги YouROKer'а.
Материал не мой, я его честно перепостил.
Уничтожить любую космическую цель проще простого — достаточно рассыпать ведро гаек на её орбите. Так гласит популярное мнение. Но так ли это на самом деле или перед нами — лишь бессмысленный миф? Попробуем разобраться.
ЕСЛИ ЧТО, МЫ РАССЫПАЕМ ГАЙКИ!
Космос — пока ещё место мирное, там нет войн и конфликтов. Тем не менее любая крупная держава задумывается и о его военном применении. Например, там можно разместить системы ПРО, подвесить ядерные бомбы или вообще вывести на орбиту настоящий бомбардировочный линкор. Пока, разумеется, всё это не более чем проекты. Но стоит начать обсуждать один из них, как сразу появится специалист, который с апломбом заявит: «Это всё глупость полнейшая, достаточно ведра гаек — и ваш космический линкор будет уничтожен».
На первый взгляд, в этой идее и правда что-то есть. Обычная скорость объекта на низкой земной орбите — примерно 7,6-7,9 километра в секунду. Если предельно упростить: энергия столкновения — это произведение массы на квадрат скорости. В случае с гайкой масса мала, но вот скорость огромная. И даже при весе гайки в 16 г столкновение будет крайне неприятным.
Энергия такой гайки на скорости 16 км/с (столкновение на встречном курсе) примерно такая же, как у полкило тротила.
И если «высыпать» на орбите противника некоторое количество таких поражающих элементов, его космическим объектам придёт гарантированный каюк. Единственно не ясно — почему оружие из гаек не стоит на вооружении ни у кого в мире? Заговор? Или сговор? Или же всё не так просто?
Почему-то современное противоспутниковое кинетическое оружие совсем не напоминает вёдра с гайками. Как так?
В обыденном представлении космос — очень небольшое место. Так нам показывают в научной фантастике — и в книгах, и в фильмах. Пара минут полёта — и герои уже на новой планете. Вот только на самом деле космос очень — нет — ОЧЕНЬ большой. Свободного места там столько, что мы, жители маленького островка пыли, и представить себе не можем. Это применимо и к орбитам. Пусть там и не бесконечное пространство, но его всё равно очень много. Если примерно посчитать объём только низкой орбиты (от 160 до 2000 километров), получим жуткую цифру 114 855 287 (округлённо — сто пятнадцать миллионов) кубических километров.
ЗЛАЯ МАТЕМАТИКА
Давайте посчитаем. Предположим, нам надо уничтожить спутник-кубик с длиной граней два метра. Это достаточно большой объект. Для этого нам хватит плотности покрытия в одну гайку на квадратный метр, чтобы точно не проскочил. Размеры нашего поля пусть будут десять на десять километров — очень мало по космическим меркам, мы рискуем промахнуться, даже если точно знаем орбиту цели, но для модели сойдёт.
Проводим простейшие расчёты. В нашем абсолютно плоском поле оказывается сто миллионов гаек. Вес каждой гайки (возьмём М16) 0,016 кг. Значит, всего один слой нашего поля весит 1 600 000 килограмм, или 1600 тонн.
Это не ведро и не вагон — это товарный поезд. И речь только об одном слое, а хотелось бы иметь хотя бы два, чтоб наверняка.
Напомним: полезная нагрузка, которую выводил «Сатурн-5» на низкую орбиту, — примерно 140 тонн, «Энергия» — 100 тонн.
Способ с гайками уже не выглядит дешёвым и эффективным, не правда ли?
Абсурдно гигантская ракета Sea Dragon выводила бы 550 тонн на низкую околоземную орбиту. Это даже не половина от желаемого
Но и это далеко не всё! В примере выше поле поражающих элементов было сформировано магическим образом — просто появившись с нужной плотностью. В реальности, если мы «просто» вывалим гайки из ракеты, они образуют скорее что-то похожее на длинное и узкое веретено, а не на «стену» из гаек. А значит, их надо разводить. У гайки нет своего моторчика, она не может погасить импульс, когда займёт положенное ей место, — поле не остановится на заданной плотности, а продолжит расширяться, пока совсем не рассеется. Но вернёмся к нашей ситуации и снова начнём считать.
Гайка М16
Разведение гаек начинается из одной точки — носителя. Простейший (да и, по сути, единственный) вариант — придать изначальный импульс гайкам слабеньким взрывом. Пускай мы заморочились — наши «поражающие элементы» расходятся не сферой, а полусферой в направлении цели. В качестве ракеты возьмём «Протон-М».
Предположим, что вся его полезная нагрузка в 22 тонны — это гайки. Система разведения и система наведения условно ничего не весят. То есть с собой мы взяли миллион триста семьдесят пять тысяч гаек весом 0,016 килограмма.
Теперь нам надо понять, какой радиус сферы даст нам площадь в 1 375 000 квадратных метров (искомая одна гайка на квадратный метр). Вспоминаем геометрию и считаем. Площадь делим на 4 π и извлекаем квадратный корень, результат — 330,8 метра. По условию мы добились того, что взрыв у нас направленный, полусферой, а значит, искомый результат становится аж 467 метров.
Отлично — или всё же нет?
Итак, подорвать наш «боеприпас» мы должны на дальности этих несчастных 467 метров от цели — пистолетная дистанция по космическим меркам. И это мы взяли аж целый «Протон-М», крупный и крайне уязвимый космический «грузовой автобус»… А ещё нам нужна хорошая система наведения и орбитального маневрирования, системы обнаружения цели, чтобы вовремя произвести подрыв. Всё это занимает ту самую полезную нагрузку, а значит, наших гаек всё меньше и надо направлять их всё точнее. В итоге приходим к тому, что если мы можем обеспечить наведение нужной точности «ведру» гаек, то точно так же можем просто поразить цель прямым попаданием.
И кстати. Всё это время мы считали, что цель не маневрирует. Если же разрешить ей уклоняться — всё станет ГОРАЗДО сложнее…
Мусор нас погубит?
Итак, «ведро» гаек — не супероружие для контроля над космосом. Но откуда родился этот миф?
Частично из бытовой логики. Космос нам кажется маленьким, и его как будто «легко» заполонить маленькими гайками. Они же лёгкие и их много! Второй источник — многочисленные истерики по поводу космического мусора. Многие наверняка смотрели дурацкий фильм «Гравитация», где один взорванный «злыми русскими» спутник уничтожает все космические объекты — просто потому, что это красиво. Часто слышны и разговоры, что ещё чуть-чуть — и мусор так заполонит космос, что с Земли даже взлететь будет нельзя. Вот только по сути это ситуация а-ля «учёный изнасиловал журналиста».
Красивыебредовые кадры из фильма «Гравитация» 2013 года
Проблема загрязнения космоса есть, вот только касается она немногих «популярных», активно используемых орбит. Вроде геосинхронной. И это загрязнение вовсе не означает неизбежное уничтожение всего летающего, а лишь повышенную опасность повреждения спутника в достаточно длительный промежуток времени.
Космические объекты сейчас делают долгоживущими. Если частота столкновений возрастёт, бизнес-модели придётся серьёзно пересматривать. А переход на новые орбиты — большая трата денег.
В такой ситуации экономический вред от мусора и правда велик. Но ничего общего с «всеуничтожающим» облаком обломков из панических рассказов о синдроме Кесслера.
Проблему космического мусора обычно иллюстрируют такими картинками. Выглядит страшно, пока не понимаешь, что изображённые на ней космические аппараты в реальности должны были бы иметь феноменальный размер в сотни километров, чтобы сформировать этакий "коврик".
Космос — сложная штука, и потому ничего удивительного нет в том, что простые, «житейские» решения, кажущиеся нам такими эффективными, там не работают. Чтобы это понять, вполне достаточно обычной математики за шестой класс. Вот только многим проще «прикинуть на глазок и использовать логику», чем посчитать. Не будьте такими!
Материал не мой, я его честно перепостил.
Уничтожить любую космическую цель проще простого — достаточно рассыпать ведро гаек на её орбите. Так гласит популярное мнение. Но так ли это на самом деле или перед нами — лишь бессмысленный миф? Попробуем разобраться.
ЕСЛИ ЧТО, МЫ РАССЫПАЕМ ГАЙКИ!
Космос — пока ещё место мирное, там нет войн и конфликтов. Тем не менее любая крупная держава задумывается и о его военном применении. Например, там можно разместить системы ПРО, подвесить ядерные бомбы или вообще вывести на орбиту настоящий бомбардировочный линкор. Пока, разумеется, всё это не более чем проекты. Но стоит начать обсуждать один из них, как сразу появится специалист, который с апломбом заявит: «Это всё глупость полнейшая, достаточно ведра гаек — и ваш космический линкор будет уничтожен».
На первый взгляд, в этой идее и правда что-то есть. Обычная скорость объекта на низкой земной орбите — примерно 7,6-7,9 километра в секунду. Если предельно упростить: энергия столкновения — это произведение массы на квадрат скорости. В случае с гайкой масса мала, но вот скорость огромная. И даже при весе гайки в 16 г столкновение будет крайне неприятным.
Энергия такой гайки на скорости 16 км/с (столкновение на встречном курсе) примерно такая же, как у полкило тротила.
И если «высыпать» на орбите противника некоторое количество таких поражающих элементов, его космическим объектам придёт гарантированный каюк. Единственно не ясно — почему оружие из гаек не стоит на вооружении ни у кого в мире? Заговор? Или сговор? Или же всё не так просто?
Почему-то современное противоспутниковое кинетическое оружие совсем не напоминает вёдра с гайками. Как так?
В обыденном представлении космос — очень небольшое место. Так нам показывают в научной фантастике — и в книгах, и в фильмах. Пара минут полёта — и герои уже на новой планете. Вот только на самом деле космос очень — нет — ОЧЕНЬ большой. Свободного места там столько, что мы, жители маленького островка пыли, и представить себе не можем. Это применимо и к орбитам. Пусть там и не бесконечное пространство, но его всё равно очень много. Если примерно посчитать объём только низкой орбиты (от 160 до 2000 километров), получим жуткую цифру 114 855 287 (округлённо — сто пятнадцать миллионов) кубических километров.
ЗЛАЯ МАТЕМАТИКА
Давайте посчитаем. Предположим, нам надо уничтожить спутник-кубик с длиной граней два метра. Это достаточно большой объект. Для этого нам хватит плотности покрытия в одну гайку на квадратный метр, чтобы точно не проскочил. Размеры нашего поля пусть будут десять на десять километров — очень мало по космическим меркам, мы рискуем промахнуться, даже если точно знаем орбиту цели, но для модели сойдёт.
Проводим простейшие расчёты. В нашем абсолютно плоском поле оказывается сто миллионов гаек. Вес каждой гайки (возьмём М16) 0,016 кг. Значит, всего один слой нашего поля весит 1 600 000 килограмм, или 1600 тонн.
Это не ведро и не вагон — это товарный поезд. И речь только об одном слое, а хотелось бы иметь хотя бы два, чтоб наверняка.
Напомним: полезная нагрузка, которую выводил «Сатурн-5» на низкую орбиту, — примерно 140 тонн, «Энергия» — 100 тонн.
Способ с гайками уже не выглядит дешёвым и эффективным, не правда ли?
Абсурдно гигантская ракета Sea Dragon выводила бы 550 тонн на низкую околоземную орбиту. Это даже не половина от желаемого
Но и это далеко не всё! В примере выше поле поражающих элементов было сформировано магическим образом — просто появившись с нужной плотностью. В реальности, если мы «просто» вывалим гайки из ракеты, они образуют скорее что-то похожее на длинное и узкое веретено, а не на «стену» из гаек. А значит, их надо разводить. У гайки нет своего моторчика, она не может погасить импульс, когда займёт положенное ей место, — поле не остановится на заданной плотности, а продолжит расширяться, пока совсем не рассеется. Но вернёмся к нашей ситуации и снова начнём считать.
Гайка М16
Разведение гаек начинается из одной точки — носителя. Простейший (да и, по сути, единственный) вариант — придать изначальный импульс гайкам слабеньким взрывом. Пускай мы заморочились — наши «поражающие элементы» расходятся не сферой, а полусферой в направлении цели. В качестве ракеты возьмём «Протон-М».
Предположим, что вся его полезная нагрузка в 22 тонны — это гайки. Система разведения и система наведения условно ничего не весят. То есть с собой мы взяли миллион триста семьдесят пять тысяч гаек весом 0,016 килограмма.
Теперь нам надо понять, какой радиус сферы даст нам площадь в 1 375 000 квадратных метров (искомая одна гайка на квадратный метр). Вспоминаем геометрию и считаем. Площадь делим на 4 π и извлекаем квадратный корень, результат — 330,8 метра. По условию мы добились того, что взрыв у нас направленный, полусферой, а значит, искомый результат становится аж 467 метров.
Отлично — или всё же нет?
Итак, подорвать наш «боеприпас» мы должны на дальности этих несчастных 467 метров от цели — пистолетная дистанция по космическим меркам. И это мы взяли аж целый «Протон-М», крупный и крайне уязвимый космический «грузовой автобус»… А ещё нам нужна хорошая система наведения и орбитального маневрирования, системы обнаружения цели, чтобы вовремя произвести подрыв. Всё это занимает ту самую полезную нагрузку, а значит, наших гаек всё меньше и надо направлять их всё точнее. В итоге приходим к тому, что если мы можем обеспечить наведение нужной точности «ведру» гаек, то точно так же можем просто поразить цель прямым попаданием.
И кстати. Всё это время мы считали, что цель не маневрирует. Если же разрешить ей уклоняться — всё станет ГОРАЗДО сложнее…
Мусор нас погубит?
Итак, «ведро» гаек — не супероружие для контроля над космосом. Но откуда родился этот миф?
Частично из бытовой логики. Космос нам кажется маленьким, и его как будто «легко» заполонить маленькими гайками. Они же лёгкие и их много! Второй источник — многочисленные истерики по поводу космического мусора. Многие наверняка смотрели дурацкий фильм «Гравитация», где один взорванный «злыми русскими» спутник уничтожает все космические объекты — просто потому, что это красиво. Часто слышны и разговоры, что ещё чуть-чуть — и мусор так заполонит космос, что с Земли даже взлететь будет нельзя. Вот только по сути это ситуация а-ля «учёный изнасиловал журналиста».
Красивые
Проблема загрязнения космоса есть, вот только касается она немногих «популярных», активно используемых орбит. Вроде геосинхронной. И это загрязнение вовсе не означает неизбежное уничтожение всего летающего, а лишь повышенную опасность повреждения спутника в достаточно длительный промежуток времени.
Космические объекты сейчас делают долгоживущими. Если частота столкновений возрастёт, бизнес-модели придётся серьёзно пересматривать. А переход на новые орбиты — большая трата денег.
В такой ситуации экономический вред от мусора и правда велик. Но ничего общего с «всеуничтожающим» облаком обломков из панических рассказов о синдроме Кесслера.
Проблему космического мусора обычно иллюстрируют такими картинками. Выглядит страшно, пока не понимаешь, что изображённые на ней космические аппараты в реальности должны были бы иметь феноменальный размер в сотни километров, чтобы сформировать этакий "коврик".
Космос — сложная штука, и потому ничего удивительного нет в том, что простые, «житейские» решения, кажущиеся нам такими эффективными, там не работают. Чтобы это понять, вполне достаточно обычной математики за шестой класс. Вот только многим проще «прикинуть на глазок и использовать логику», чем посчитать. Не будьте такими!
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2019-12-13 11:58 am (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:00 pm (UTC)Это совершенно избыточно. Раз так в 100. А 16 тонн
опасный грузпоражающих элементов совсем несложно вывести и выбросить. Так что...no subject
Date: 2019-12-13 12:00 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:01 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:09 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:17 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:18 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:19 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:19 pm (UTC)19 января 2007. Lenta.ru Предполагаемое вступление Китая в гонку космических вооружений вызвало бурную реакцию мирового сообщества, несмотря на скудость информации о самом событии. По версии американцев, в ночь на 12 января 2007 года с китайского космодрома Сичан в провинции Сычуань была запущена баллистическая среднего радиуса действия, которая уничтожила на высоте 865 километров от поверхности земли старый метеорологический спутник Feng Yun 1C, выведенный на орбиту в 1999 году.
Информация об этом испытании сперва появилась в американском журнале American Aviation Week and Space Technology. По его данным, спутник был уничтожен так называемой кинетической боеголовкой. При этом ранее Китай уже трижды проводил подобные испытания, которые закончились неудачно.
Москва. 21 февраля. INTERFAX.RU - Американский спутник-шпион, сошедший с орбиты в конце прошлого года с тех пор постепенно падавший на Землю, был в среду сбит тактической ракетой, которую ВВС США запустили с крейсера Lake Erie из района в Тихом океане западнее Гавайев. Как передает CNN со ссылкой на официальный Пентагон, операция прошла успешно. Ракета стартовала вчера в 10:30 по местному времени и уничтожила спутник, находившийся на высоте 247 км над поверхностью планеты. В заявлении Минобороны США уточняется, что военной боеголовки на ракете не было. В идеале она должна была попасть точно в топливный бак спутника, где находилось 450 кг топлива, однако пока военные не могут сказать наверняка, удалось ли им это сделать.
12 февраля 2009 Вести.Ru Над Сибирью на высоте более 800 км столкнулись российский и американский спутники связи. Об этом в среду сообщил журналистам официальный представитель Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства Келли Хамфрис.
Согласно приведенным им сведениям, столкновение телекоммуникационных спутников произошло во вторник. Речь идет о российском спутнике, запущенном в 1993 году и считающемся нефункционирующим, и американском, входившем в глобальную систему мобильной связи Iridium, которая принадлежит консорциуму во главе с американской компанией Motorola. Последний был выведен на орбиту в 1997 году, напоминает ИТАР-ТАСС.
Там уже да хрена всяких "гаек", "вёдер" и "вагонов". :))))
no subject
Date: 2019-12-13 12:29 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:33 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:36 pm (UTC)Не то чтобы супер-оружие, но и не так уж никчемно.
no subject
Date: 2019-12-13 12:39 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:40 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:42 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 12:46 pm (UTC)Интереснее другое - что вообще известно о физике столкновений на таких скоростях? Не исключено, что пулька в 0.16 грамма будет просто прошивать цель насквозь, что совершенно не нужно.
no subject
Date: 2019-12-13 12:59 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 01:00 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 01:05 pm (UTC)В реале все проще и сложней- разведение происходит соударением и остаточными вращениями и таки да. пуск по встречке, рельсой и да когда то в споре с вами я находил необходимую массу для полной ликвидации всего пучка низких орбит.
no subject
Date: 2019-12-13 01:06 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 01:07 pm (UTC)И танкер.
no subject
Date: 2019-12-13 01:09 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 01:09 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 01:12 pm (UTC)no subject
Date: 2019-12-13 01:12 pm (UTC)