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【讨论】隐蔽与干扰的实用价值

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请先看“太空战中的隐匿与干扰”http://tieba.baidu.com/f?kz=731670564


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1楼2010-06-06 17:25
    2.诱饵导弹
    干扰的问题总得来讲还很复杂,只先考察诱饵导弹。
    发现战术诱饵导弹是对导弹拦截系统非常好用的方法,因为拦截导弹不能预辨真假,等撞到诱饵上已经晚了。而诱饵对光束拦截的效果才是讨论的重点。

    突防过程中成功的诱饵,同等价值的情况下应该能够吸引比正常弹多得多的火力,我们应先对各种部件的价值有个大致了解,导弹若要达到突防所要求具备的高速,推进系统将占去大部分的质量,而剩余的战斗部,无非是核弹或动能碎片一类的,其平均价值(单位质量)不会比推进部分高多少,反而不是占主要地位的,我想到的诱饵也就是拥有普通导弹的外观,实则比比普通导弹轻好多。但是这些导弹也同样需要预先加速到突防速度才能有用,因此推进部分所占的比例还是不变的,也就是说平均价值无法降低,只能靠吸引更多火力来达到更好效果。

    然而,参考突防模型(http://tieba.baidu.com/f?kz=763414551),较大的诱饵处境比较尴尬,诱饵绝不可能采用装甲防御,也难以采用高速闪避,最可能的只有饱和打击:将大量气球诱饵压缩到导弹中,在正常导弹进行饱和分裂的时候同时释放,一枚诱饵弹释放的沙砾将比正常实弹多得多。这还只是定性讨论,更准确的分析还需用数学方法。


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    3楼2010-06-06 17:27
      请指正


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      4楼2010-06-06 17:27
        其实如果这样用电磁炮的形式加速诱饵导弹是个不错选择


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        5楼2010-06-07 11:34
          诱饵弹——与导弹相比,在推进部相同且弹头同等质量情况下,弹头是数量更多的特征诱饵。是这样吗?


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          6楼2010-06-08 23:57
            回复:6楼
            这里指的诱饵弹是这样滴,不过也不排除其他诱饵类型的有效可能,应该继续探讨


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            7楼2010-06-10 13:26
              在地球上,诱饵导弹可以带铝箔丝,也可以热源干扰等。

              但是在太空战,战舰体积很大,热红外、各种电磁辐射都很大,至少在探测器上,能显示出一个和战舰差不多的体积,导弹体积太小了,单纯拿出去当诱饵效果不好。如果做模型当做诱饵,代价合适很大的,至少要从光学、红外、电磁辐射、速度这些方面全部考虑到。

              另外好几光秒外的光学探测也能让这玩意显形,毕竟导弹的速度有限,要飞越数光秒的距离还是很漫长的。

              伪装方面,地球上能用迷彩,隐身涂层,降低红外辐射等手段,在海里也可以通过打出海水墙幕来隐蔽自己,防止被雷达探测到。
              但是在太空里没啥可以利用的介质,大气窗口这个没法实现。迷彩的作用未知,但是想必效果不大,因为你不敢把自己漆成和宇宙背景一样的黑色,因为在靠近恒星的时候,会吸收大量的热,让战舰里面变成烤炉。
              变透明是个好主意,但是如何变,利用光学反射?不过也麻烦。多个角度的光学、红外、电磁的探测,恐怕也能让这玩意失效,虽然大概能降低一些被探测的概率。


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              8楼2010-06-19 09:06
                最近有一点变化,这个问题应该重新考虑一下。
                首先,太空光学望远镜的性能得到肯定,在太阳系中的战舰一旦被一方探测器锁定,即便是现在的观测技术,战舰都很难再逃脱敌方视野范围了。但是,问题就在于,当战舰方位完全未知时,如何寻找并锁定敌方战舰。KaienKaLaQ 为我们专业地讲解了巡天的过程及其困难之处。(http://tieba.baidu.com/f?kz=877549833
                简单来说,望远镜都有视场范围的限制,视场范围越大,一般的倍率就越低,图像也越不清晰,而观测是时也需要一定的时间的曝光才能得到收集的光子数才足以成像,因此,巡天就需要很大的工作量,即便使用视场角20度的望远镜,观测整个天球也需要约100次曝光拍照。而拍照曝光的时间至少要几十分钟,这样即便多个望远镜配合,一次巡天也需要几天时间。另一个问题就是目标的确定与识别,巡视中发现的各个物体一般只会显示为模糊的亮点,需分析其光谱和运动规律才可筛选出可疑目标。需用单独的望远镜特别观测可疑目标才能确定其身份。

                这样,观测时可以设置不同的观测级别,级别越高,采用的望远镜视场越小,曝光时间也越长,这样可以清晰的观察目标的一举一动。而正常的巡视只需要低一个级别,这样才能保证速度,让全局信息得到更新,此时应该保证正常的敌舰在巡视到的时候都可被发现,至少被归为可疑目标。还可设有频率更高级别更低的巡视探测器,用来快速感应敌方已启动的导弹和大量散热的战舰等明显目标。

                开始时说了,被锁定的战舰就不能逃脱视野了,但是在交战前,战舰尝试隐蔽则可保证大约1天内不被发现,如果隐蔽程度超过正常巡视级别,逃脱敌方的全周巡视,则可一直隐蔽下去,直至以某种方式增加了特征辐射或移动到离探测器足够近的距离。确定方位以前,敌人不可能用最高观测级别去大海捞针般的寻找战舰,但在被发现后,如果敌人用高观测级别锁定战舰,战舰再隐蔽也就没用了。

                因此,隐蔽还有一定实用价值,但却是一种具有时效性的一次性战略手段了。


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                9楼2010-09-30 13:44
                  关於光学巡天观测的问题我认为必须考虑以下几点因素:

                  1.
                  光学平台差距。我看过几位天文达人都是以他们的观测经验来评估,这种经验是重要的,但很明显需要经过相当大的修正。最明显的例子就是,以哈伯望远镜为基础,HST是口径2.4米,全重11吨的轨道光学观测系统。其后继的JWST口径爆到6.5米,重量缩减到6.2吨。而目前的天文达人观测巡天经验不过是用一两米的镜子进行。

                  那麼问题来了,在一个拥有千米长,几十上百米直径,一百万吨质量上的BB上装设的光学系统口径能达到多少?很明显的,可能会达现有ST的几十上百倍。注意这还只是单舰,如果是多舰,或者使用伸缩展开方式就可以光学合成孔径观测,这一来有效口径可能达到目前ST的几百上千倍,甚至几万倍都不是不可能。

                  2.
                  处理数度,几位天文达人都根据经验提出几天到几周的星图背景过滤处理速度。然而这同样也必须考虑一个问题:摩尔定律。根据摩尔定律处理器速度每18~24个月翻倍。也就是说,假如我们把讨论的太空作战背景时间定在50年后也就是2061年(大约是可控聚变炉成熟后10年),那麼那个时候的计算机速度将是现在的3355万倍,也就是说以今日水准需要计算一年的超大处理量(譬如SETI的电波计算结果),在50年后很可能仅需要一秒就可以处理完毕。

                  注意,我们不是用今天的PC来相比。摩尔定律适用於PC也适用於大型机,而一台100万吨级BB,甚至不要说100万吨,光是万吨级小船好了,有谁认为上面会只装一具PC来作为中央火控的?很明显决不可能,一定是当时流行的大型机,甚至是超级电脑了。


                  鉴於上面两点,个人认为行星系内的太空巡天观测是非常容易的,对於几百光秒外的目标,可能一秒内就可以观测解算完毕。注意星图观测解析不是临时性的,不是说估计有敌人出现才开始进行星图观测解析,而是平常巡航时每艘船就会持续作解析观测。简单来说,一艘战舰的战斗时间可能只有几小时,射击时间可能只有数分钟,但是星图观测解算很可能是无时无刻,从船下水到退役的几十年内从不停止。所以没有什麼短时间内处理不了星图之类的问题。

                  至於观测距离,再强调一次,这是有实际案例的。90年代美国的巡天计画可以用1米口径的地面光电望远镜在500光秒上的小行星带拍摄100米级直径的小天体照片。而这种天体很明显是没有引擎不会发热的,它只会反射太阳光而已。这也就是说要以同样技术水平要在这个距离上发现同样大小的战舰肯定没有问题。而这个在90年代靠地面站可能要巡天拍摄数天,但如果放到同时期轨道上因为光学环境更好,孔径更大,则需时肯定更短。如果放到2060年,有更大的观测口径(含独立与合成口径)、更快的处理芯片,很明显观测距离会更长,需时会更短,与现在的差距应该是以数量级计算。



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                  10楼2011-10-17 21:05
                    需要进一步论证


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                    11楼2011-10-18 11:24
                      需要论证吗?先看看参考资料吧:

                      The Very Large Telescope Interferometer (VLTI)
                      http://www.eso.org/projects/vlti/

                      这是用四座8.2m口径固定望远镜与四座1.8m口径的辅助可动望远镜来组成的干涉观测阵列。一般用2~3具主镜进行联合干涉处理时,解析度相当於40~90米口径的单具望远镜。

                      VLTI小组举过一个典型的例子,用3座8.2米VLT望远镜加上AMBER进行观测的解析度,相当於可以看到23万公里以外(地球到月球距离的一半)的汽车前车灯(15cm)。

                      ps:
                      此干涉仪同时操作在可见光与IR波段。

                      注意上面这个40-90m是2000年组合3具8m主镜的效果,而且还是地面系统。未来技术继续发展肯定会更高。譬如ESA的Darwin Project用6具1.5m主镜组成太空望远镜阵列号就称有相当於250m口径的效果....

                      ESA Darwin spacecraft
                      http://www.esa.int/esaSC/120382_index_0_m.html

                      简单来说,在太空时代,人类最不缺的有两个,其一是各种先进计算理论与摩尔定律带来的计算能量。其二则是长基线光学阵列带来的超大口径与观测距离....


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                      12楼2011-10-18 12:21
                        呵呵,摩尔定律失效了有一段时间了吧?硅基半导体的发展工艺是有极限的,而量子计算机的发展还没远没到谁能提出模型的地步,目前姑且才有原型吧?而其同样是有极限的,弄不到这么多倍的增加程度,毕竟摩尔定律不是个定律啊。
                        所以对数据的解析还是个很关键的问题。
                        另外,同目前雷达扫隐身飞机一样,都有个信号强度问题,飞船表面涂层为对可见光可控吸收,或干脆就是个小行星外壳,用液氦或激光冷却来抵消超过背景的红外等等,然后进行惯性飞行。综上,即使是数据瞬间处理,但总有个探测发现的安全距离在里面了,所以探测并不是绝对的发现。


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                        13楼2011-10-18 13:36
                          貌似摩尔定律还没失效…现在用几年算几年吧,以后的增长曲线出了在具体说百年之后的速度吧,计算原理不同后,其本身应该是不适用的


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                          14楼2011-10-18 13:56
                            摩尔定律失效?这话说的太早了些。

                            1.
                            第一台商用化的量子计算机:

                            2011年5月11日, 加拿大的D-Wave System Inc. 发布了一款号称 「全球第一款商用型量子电脑」的计算设备「D-Wave One」,使用一个128 qubit处理器。

                            http://www.dwavesys.com/en/products-services.html

                            2.
                            矽光芯片突破:
                            http://ctimes.com.tw/News/ShowNews.asp?O=HJUC1ATFDF7SA-0ME5

                            2010年12月01日
                            CMOS矽光制程大突破 百万兆次运算不是梦!

                            IBM在奈米光电(nanophotonics)技术上又有重大的突破!以既有的CMOS制程为基础,IBM公布了可用光脉冲加速资料传输的矽奈米光电技术。不久的将来,这项技术将可全面取代目前晶片之间传输容量较低的铜线设计,让晶片与晶片的传输速率突破百万兆次(million trillion;exaflop)数学运算等级,进而提高超级电脑的运算能力达1000倍以上,百万兆级系统(exascale system)已经不是梦!

                            IBM是在日本千叶幕张所举办的Semicon Japan展会中,公布这项名为CMOS整合矽奈米光电(CMOS Integrated Silicon Nanophotonics;CISN)的技术,以及首先应用的光学收发器样品。这个光学收发器模组将光调变器、光波导元件、波长多工器、光交换器和光侦测元件,整合在单一CMOS晶片中,预计在2011年可进入商业化阶段。

                            藉由提高光电传输频宽和电晶体整合密度,IBM预估这项CISN技术为基础的CMOS矽光元件,10年内可让超级电脑在10年内进入百万兆级运算(exascale computing)等级。目前运算能力最快的超级电脑,数学运算速度在每秒2000兆次(2 petaflops;2000 trillion)等级。


                            至於什麼可见光吸收、冷却抵销背景红外之类的也就不提了。


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                            15楼2011-10-18 14:02
                              其实最近几年发觉,人类技术发展的速度比我原本想像中的快的多了。譬如单就太空船推进系统与燃料而言,很可能反物质系统会比原本想像中的还要更早投入应用。

                              来段关於正电子生产技术突破的资料:

                              Positrons

                              Positrons were reported in November 2008 to have been generated by Lawrence Livermore National Laboratory in larger numbers than by any previous synthetic process. A laser drove electrons through a millimeter-radius gold target's nuclei, which caused the incoming electrons to emit energy quanta that decayed into both matter and antimatter. Positrons were detected at a higher rate and in greater density than ever previously detected in a laboratory. Previous experiments made smaller quantities of positrons using lasers and paper-thin targets; however, new simulations showed that short, ultra-intense lasers and millimeter-thick gold are a far more effective source.

                              具体来说,08年发明的这种用短脉冲强激光轰击超薄黄金靶片的方式,已经把正电子的产量提升了十倍,价格则降低成十分之一,虽然这只是把正电子造价由原本的一微克10亿美元降低到了1亿美元,但是注意这只是初期的实验室测试,并且提出的是一种有别的传统,比用粒子加速器生产更快更有效的方式。

                              这个突破表明反物质的大规模生产可能会远比想像中的更快实现。毕竟现在估计聚变炉商业化也还须40~50年。而50年后说不定反物质大规模生产也能同样实现。这一来大规模太空航行可能跳过聚变推进直接进入反物质推进,或者可能采用混合推进(即使用微量反物质来点燃加强聚变反应).....


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                              16楼2011-10-18 14:18
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                                18楼2011-10-24 18:57
                                  是我。


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                                  19楼2011-11-07 17:22