Хабрахабр

[Из песочницы] Заблуждения о космических сражениях

Здравствуйте. Это перевод статьи "Misconceptions about Space Warfare" из блога создателя игры Children of dead Earth –наиболее реалистичного космического симулятора на данный момент.

А еще расскажу, как эти самые космические сражения происходят — шаг за шагом. Существует много заблуждений о космосе в общем и в особенности о боях в космосе, и я собираюсь развеять некоторые из них.

Невидимость в космосе

Нулевое заблуждение — нет, в космосе невозможно спрятаться, не говоря уже о том, чтобы использовать невидимость в бою. Это возможно с помощью некоторых гипотетических технологий, но по факту не имеет смысла из-за ограничений по массе и стоимости кораблей.

Ракеты обозначены красными точками, так как они слишком далеко для того, чтобы разглядеть их невооруженным глазом.
image
Зенитные орудия пытаются сбить подлетающие ракеты.

Ракеты

Теперь первое реальное заблуждение. Не будут ли ракеты доминировать в космических сражениях будучи запущенными с расстояния сотни и тысячи километров? Неужели реальный обмен снарядами никогда не произойдет в реальности?

Есть преобладающая гипотеза о том, что ракеты скоро будут единственным эффективным оружием в космических сражениях, что подтверждается существующими тенденциями современного вооружения. Ответ — нет. Экстраполировав эту тенденцию мы придем к выводу, что космические сражения в скором времени превратятся в обмен ракетами с дальнего расстояния. ПТРК уже перевернули танковые сражения, а противокорабельные ракеты делают то — же самое на флоте.

Зенитные орудия и автоматические системы наведения уже смещают баланс в сторону от ракетных атак. Но это не так. Я не говорю, что ракеты бесполезны, наоборот — огромные залпы ракет могут перегрузить любую оборону, и поэтому они остаются в игре. Как я предполагал в более раннем посте — военные стратегии в морских сражениях скоро сделают полный круг и вернутся обратно к сражениям линкоров — как в Первой Мировой.

Первый слой разнесенной брони испарился, внутренняя броня светится от жара. image
Канонерка сразу после удара ядерными ракетами. Но корабль всё еще функционирует.

Кинетические орудия

Поговорим про ограничения других видов оружия. Огнестрельное оружие использует энергию, запасенную в метательном веществе. Но, из-за низкой скорости снарядов, не может эффективно поражать быстро движущиеся цели, такие как ракеты. Рельсовые пушки, пушки гаусса и лазеры свободны от этого недостатка, но потребляют огромное количество электроэнергии. А потребление энергии по факту оказывается ограничено массой радиаторов. Большая мощность => больше реакторов + больше радиаторов для охлаждения => больше масса => меньше delta-V.

Залп из 100 ракет пробьет любую оборону, но масса этих ракет сделает носитель слишком тяжелым. С другой стороны ракеты тоже ограничены по массе. Нет доминирующего вида оружия — каждый вид может быть сильнее в одной боевой ситуации и слабее в другой. В конечном счете формула Циолковского указывает насколько эффективными могут быть ракеты и защита от них.
В игре различные виды вооружения оказались удивительно сбалансированными.

Серебристый цвет — остатки разнесенной брони. image
Броня остыла. Обратите внимание на пробоины около радиаторов.

Лазеры

Следующее заблуждение — не будут-ли лазеры править полем боя? Лазеры не страдают от проблем с точностью, характерных для оружия, имеющего снаряды, и лазерный луч движется со скорость света, благодаря чему от него невозможно увернуться. Следовательно лазер — король на поле боя?

Лазеры страдают от дифракции ru.wikipedia.org/wiki/Дифракция. На самом деле нет. Лазеры имеют намного меньшую эффективную дальность по сравнению с кинетическими орудиями. Мощность лазеров очень сильно падает с расстоянием и удвоение частоты* не спасает ситуацию. Если сравнить урон от столкновения с гиперскоростным снарядом и урон от лазерной абляции можно увидеть огромную разницу в эффективности. Но даже не это главная проблема. С другой стороны, на небольшом расстоянии, где дифракция уже не является проблемой, лазеры эффективнее кинетических орудий. Там, где снаряд раскалывает и пробивает броню, лазер тратит энергию на испарение, излучение и нагрев окружающей брони. К сожалению, на такое
расстояние будут подлетать только ракеты.

И эта ниша — уничтожение слабо бронированных частей корабля и отдельных систем. Но всё-таки лазеры будут полезны даже на большом расстоянии и займут свою нишу в космических сражениях. Если ракеты имеют мало уязвимых частей, то дроны напротив — имеют выступающее из под брони оружие и радиаторы, уязвимые для лазеров. Лазеры смогут выводить из строя торчащие части оружия, ракетные сопла, и что особенно важно, сбивать дронов.

Но если говорить о больших кораблях — лазеры могут пытаться пробиться через броню днями напролет без видимого эффекта (я измерил абляцию монолитной брони в одном месте и увидел что её скорость была микрометры в секунду).

image
Лазерам не сравниться с продолжительным огнем рельсовых пушек.

ИИ

И наконец — не будут ли компьютеры контролировать все аспекты космических сражений?

Уже в наше время зенитные орудия управляются компьютерами и в игре прицеливание также происходит автоматически. И да и нет, но по большей части нет. Но есть множество вариантов событий в бою, где нет очевидной выигрышной стратегии, и это требует принятия решений человеком. Всё управление, в котором компьютер могут легко найти локальный максимум, в игре отдано алгоритмам. В конечном счете именно принятые решения приведут к победе или поражению. Другими словами — игрок и капитан должен выбирать тактику и стратегию в бою.

Не удастся даже полетать вокруг на дроне. В игре игроку не придется целиться и стрелять из орудий. И сделает. Всё это компьютер может сделать лучше. И правда, сможет-ли человек прицелиться в светящуюся точку в 50 километрах и летящую со скоростью 1 километр в секунду?)

Человек не сможет превзойти компьютер в прицеливании на таком расстоянии. image
Вражеский корабль в 30 километрах. На фоне огни ночного города.

А в бою отдавать приказы ракетам, дронам и кораблям. Человек будет принимать высокоуровневые стратегические решения. Нужно-ли сложить радиаторы чтобы уменьшить тепловую сигнатуру и уклониться от ракет? Нужно-ли послать ракеты по прямой, или может быть лучше приказать потратить немного топлива на маневры уклонения от зенитных орудий? Стоит-ли держать дроны в резерве неподалеку от носителя, или-же приказать им устроить огненный дождь для вражеских кораблей? А если это будет стоить драгоценной огневой мощи на несколько секунд?

Каждая система вражеского корабля симулируется в реальном времени. А еще — один важнейших выборов состоит в том, что выцеливать на вражеском корабле. Если хочется обезоружить противника — очевидная цель — это его оружие. Реакторы генерируют энергию, радиаторы рассеивают тепло, пушки и турели потребляют энергию. Уничтожение радиаторов может быть альтернативной стратегией — они большие и, следовательно, являются легкой целью. Но пушки — сложная цель, если конечно у вас нет лазера. Несмотря на это они неплохо бронированы и могут выдержать множество попаданий.

image
Разнесенная броня видела и лучшие времена.

Орбитальная механика

Но самое важное в космических сражениях — орбитальная механика. Конечно-же орбитальная механика является главной механикой игры, и даже, хотя это может показаться странным, боя. Когда корабль приближается на дальность поражения своего оружия орбитальная механика теряет свое значение, но все до этого момента зависит от неё.

Расстояние до ближайшего массивного тела (планеты, луны или астероида) имеет огромное влияние на скорость в бою. Скорость сближения и угол входа в бой — 2 главных фактора от которых зависит развитие сражения — целиком определяются способностью капитана использовать орбитальную механику для создания преимущества. Если вы можете заставить противника маневрировать до входа в бой теряя драгоценное delta-V при помощи орбитальных маневров — противник будет действовать менее эффективно в бою. В довесок — маневры уклонения до входа в бой могут решающим фактором. И даже более того — вытянув топливо противника до боя вы сможете победить без единого выстрела!

Низкая орбита заставляет тратить значительно количество топлива на попытки перехвата и уклонения. image
Уменьшение высоты орбиты в игре на delta-V.

Глоссарий

Некоторые термины сложно перевести дословно не потеряв смысл, некоторые достаточно специфичны. И я считаю необходимым привести их здесь.
Conventional guns — огнестрельное оружие. Орудия в которых скорость снаряду дает запасенная в метательном веществе энергия.

Наиболее эффективная по массе броня для космических аппаратов. Railgun — ru.wikipedia.org/wiki/Рельсотрон
Coilgun — ru.wikipedia.org/wiki/Пушка_Гаусса
Кинетические орудия — всё вышеперечисленное.
Delta-V (Δv) — характеристическая скорость орбитального манёвра
Whipple shield — разнесенная броня. en.wikipedia.org/wiki/Whipple_shield
Frequency doubling — удвоение частоты волны лазера в нелинейном оптическом кристалле. При встрече с наружным тонким слоем брони снаряд дробится (или даже превращается в плазму) а затем его кинетическая энергия поглощается внутренним более толстым слоем брони. В реальной жизни под этим термином подразумеваются малокалиберные зенитные орудия на кораблях Mark_15_Phalanx_CIWS и АК-630. Рекомендуется использовать в игре, так как бОльшая частота лазера уменьшает рассеивание в результате дифракции
Point defence — буду переводить как зенитные орудия, так как в русском языке нет более точного определения.

Комментарии переводчика

Уже долгое время меня раздражает то, что научная фантастика медленно деградирует до фэнтези в космосе. В играх про космос — жидкий вакуум. В фильмах — такое ощущение, что сценаристы вообще не слышали про орбитальную механику. Есть небольшие отдушины: KSP, сериал Expance, картошка на Марсе, но этого мало. И недавно я увидел луч света — статьи lozga об игре Children of dead Earh. Поиграв в неё я могу сказать, что это самый честный симулятор космических сражений на сегодня. Поискав информацию я нашел блог разработчика игры. И мне захотелось перевести эту статью в надежде что она сможет кому-то открыть глаза на бои в космосе.

Мои комментарии по тезисам из статьи и немного сверху

Стелс в космосе невозможен
Да, любое маневрирующее тело будет излучать много тепла и будет обнаружено. Конечно можно замаскироваться под космический мусор, но только если наш спутник не будет ничего делать. Но тогда какой в этом смысл?

Тут оно удобно так как энергия запасена заранее в метательном веществе и не требуется мощных источников энергии для стрельбы. Огнестрельное оружие
Скорее всего будет существовать в виде зенитных орудий.

Маленький заряд сначала выталкивает снаряд из гильзы, а потом воспламеняется основной заряд. Что касается увеличения скорости снарядов — уже поступают на вооружение телескопические орудия. Это позволяет увеличить количество метательного вещества и скорость снаряда не разорвав при этом ствол.

Также скорость снарядов могут повысить термохимические орудия.

В космосе такие снаряды не будут тормозиться об воздух и будут очень эффективны. Рельсотроны и пушки Гаусса
Могут разгонять небольшие снаряды до огромных скоростей.

Тогда в точке контакта будет не просто испарение вещества, а микровзрывы, что должно повысить эффективность.
Также лазер может применяться для выведения из строя оптики. Лазеры
Автор не учел, что у лазеров может быть импульсный режим работы. Думаю любые оптические системы будут комплектоваться автоматическими шторками и светофильтрами.

ИИ
Вопрос в том — будет-ли создана сильная форма ИИ.

Но для прицеливания нужно знать еще и точное расстояние до цели. Радиоэлетронная борьба
Я согласен с автором, что спрятаться в космосе невозможно — системы наведения всегда будут знать точное направление на вражеский корабль. РЭБ скорее всего сможет исказить данные радара. Тут открывается окно возможностей. Насчет лазерного дальномера — не уверен, но если цель будет светить на атакующего лазером, то оптика может пострадать.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть