Аннотация: Кое-какие факты о релятивистском оружии - самом реальном и самом страшном средстве межзвездных войн.
Система оружия, состоящая из беспилотных ракет-носителей и массивных снарядов. Используется в межзвездных войнах для уничтожающих планетарных бомбардировок, что запрещено всеми международными договорами. Тем не менее, время от времени RKKS все же применяются.
Ракета-носитель имеет мощный двигатель и может разгоняться почти до скорости света довольно быстро. По прибытии в целевую звездную систему ракета-носитель точно наводится на цель и запускает свою "полезную нагрузку". Каждый снаряд представляет собой монолитную стальную болванку с миниатюрным двигателем маневрирования для окончательной коррекции траектории. Ракета-носитель пролетает звездную систему насквозь, если есть цели в других звездных системах или сама используется в качестве снаряда, если таких целей нет.
Эффекты
При ударе каждого снаряда происходит преобразование накопленной релятивистской массы в огромный взрыв. На 99,9% скорости света масса снаряда возрастает в 22,4 раза и каждый протон имеет энергию около 21 ГэВ, каждый электрон 11 МэВ. Уже при поперечной плотности атмосферы 0,7 т/м3 каждый протон или нейтрон снаряда столкнется с ядром молекулы в воздухе. Эти столкновения будут разбивать любые атомные ядра в брызги адронов и мезонов. Так как поперечная плотность атмосферы на Земле и землеподобных планетах составляет около 10 тонн на квадратный метр площади, никакая часть снаряда не может достичь земли не распавшись.
Протоны, электроны и мезоны будут взаимодействовать с ядрами молекул воздуха, созданные при столкновениях частицы также будут взаимодействовать - и так до тех пор, пока не будет достигнута земля. При плотности атмосферы в 10 тонн на квадратный метр это около 14 длин взаимодействия. Очевидно, что каждое новое столкновение уменьшает энергию адронов и мезонов, но увеличивает их количество. Поскольку энергия частиц падает ниже 1 ГэВ уже после преодоления атмосферной толщи плотностью 3 тонны на квадратный метр (а частицы с энергией менее 1 ГэВ не принимают участия в ядерных взаимодействиях) ни один из адронов или мезонов, возникший в этих столкновениях, не долетит до земли.
Мюооны из заряженных пи-мезонов смогут долететь до земли, но только из тех пи-мезонов, которые успели распасться, прежде чем врезались в молекулы воздуха. Нейтральные пи-мезоны будут почти сразу же распадаться на высокоэнергичные гамма-кванты, которые будут создавать электромагнитные ливни (гамма-квант высокой энергии при столкновении создает пару из электрона и позитрона, которая аннигилирует, создавая новые гамма-лучи, которые врезаются в атомы и производят еще больше электронов и позитронов). Некоторые из этих гамма-квантов смогут достичь земной поверхности. На самом деле, доля первичного излучения, которая достигнет земли будет очень мала, но малая часть от большого числа (исходной кинетической энергии космического аппарата) по-прежнему будет значительна.
На уровне земли расходящийся конус излучения будет иметь радиус в несколько сот метров. Все, что находится внутри этого конуса, будет уничтожено потоком радиации, но всё, что находится снаружи, будет в безопасности от первичного излучения. Это значит, что релятивистский снаряд рассеет большую часть своей энергии в верхних слоях стратосферы. Однако, на 99,9 световой скорости один килограмм релятивистского снаряда несет энергию в 1,9х10E18 джоулей, равную 454 мегатоннам тринитротолуола. Тот же килограмм на 99,99С даст уже 1,5 гигатонны. В конечном счете, вся энергия снаряда превращается в тепло, а тепловой поток в 1 МДж/м2 способен поджечь горючие материалы и вызвать ожоги третьей степени на открытых участках кожи. Таким образом, всё, что находится в прямой видимости воздушного взрыва реального релятивистского снаряда, просто сгорает до хрустящей корочки.
Для 100 000-тонного снаряда энергия удара составит 2Е26 джоулей. Предполагая, что всего половина этой энергии переходит в тепловой импульс, мощность теплового потока в 1 МДж/м2 будет достигнута на расстоянии трех миллионов (!!!) километров. Энергии удара в 2Е26 джоулей почти достаточно, чтобы взорвать Землю, 3Е26 джоулей достаточно, чтобы полностью сорвать атмосферу. Кроме того, вода в оканах, озерах и реках в пределах видимости взрыва начнет кипеть, заменив кислородную атмосферу паром высокого давления и полностью стерелизуя планету.
Атака сотнями или тысячами релятивистских снарядов может полностью опустошить пространство в пределах планетной системы.
Обнаружение и контрмеры
Поскольку для ускорения RKKS нужна значительная мощность, ракеты-носители легко обнаружимы в фазе разгона, если он начат довольно близко к цели. Между снарядом RKKS и межзвездной средой также существует трение, значительно более мощное в гораздо более плотной межпланетной среде. Это трение создает гамма-лучи, которые можно обнаружить. Но использование защитных полей и узкая площадь поперечного сечения уменьшает излучение до минимума.
RKKS летящий со скоростью 0,999 С прибудет лишь на доли секунды позже световых, гравитационных или любых других волн, предупреждающих о его приближении. Даже самые мощные оборонительные системы не успеют за такой срок обнаружить приближающийся снаряд, идентифицировать его и отправить инструкции оборонительным системам. Кроме того, поддержание систем обнаружения и уничтожения релятивистских снарядов в постоянной боевой готовности расточительно, а их реакция на всевозможный космический мусор может привести к массовым повреждениям.
Оборонительные системы на основе детекторов, в которых удаленные станции предупреждения следят за возможными RKKS и сообщают о своих подозрениях по сверхсветовой связи, могут значительно смягчить эту проблему.
Метрические нарушения в ткани пространства-времени, вызванные движением большой релятивистской массы, достаточно велики, чтобы обнаружить их с помощью гравитационно-волновых датчиков на значительном расстоянии. Однако, не так много миров имеет ресурсы для создания такой сложной, дорогостоящей системы детекторов просто на всякий случай, с учетом возможности, что кто-то будет пытаться использовать именно этот тип атаки.