Как правильно дропать колонии

Как известно, в сетинге "Гандам" весьма популярен так называемый "колонидроп" - использование орбитальных колоний в качестве кинетического оружия, для сброса на города и страны противника.
Но изображают его, ИМХО, довольно-таки неправильно.
Ну колонидроп в Даблзете, когда колония валится на Дублин и СТОИТ вертикально, как здание - это вообще дурной сон разума, так что о нём забудем. Но и то, как изображают операцию "Британия" в каноне... ну, так себе.
Напомним, по мнению авторов это выглядело вот так:



А описывается оно вот так:

В верхних слоях атмосферы, колония развалилась на ряд фрагментов, большая часть из которых безвредным дождем рухнула в Тихий Океан. Самый большой обломок, массой до 2/3 колонии, врезался в Австралию в районе Сиднея.
Страшный удар сотряс всю планету. Город с населением в 10 миллионов человек исчез в считанные секунды. Взрыв мощностью в 60 гигатонн просто уничтожил 1/6 всего австралийского Континента, оставив 500-километровый в диаметре кратер. Землетрясение мощностью в 9,8 баллов было отмечено в Мельбурне: в 9 баллов – по всей Австралии. Распространяясь со скоростью в 200 метров в секунду, волна сотрясения обошла весь континент. В сейсмоопасных районах мира были отмечены сильнейше землетрясения.
Огромные волны поднялись в Тихом и Индийском Океанах. По меньшей мере 250 миллионов человек стали жертвами этой атаки.


Уже ближе к реальности, но ещё криво.
Скорость колонии возьмём чуть выше орбитальной - девять километров в секунду. При этом, по классической формуле кинетической энергии каждая тонна колонии бабахает как девять тонн тротила. Ониловский цилиндр в последней итерации имел массу в четыре с половиной миллиарда тонн. Но гандамовская колония несколько крупнее классического ониловского цилиндра (диаметр восемь километров, а не шесть), так что дадим ему десять.
То есть примерно девяносто гигатонн, если колония аккуратно дропнется в одном месте.
Но дело в том, что аккуратно дропаться она не будет. Колония - это ПОЛАЯ консервная банка. Никаких суперматериалов в её строительстве не использовалось, поэтому "держать удар" она не может - и от сопротивления атмосферы сразу же "схлопывается" внутрь себя.
При этом есть интересный нюанс - длина колонии сравнима с толщиной атмосферы, а вот её диаметр - существенно меньше. Поэтому очень многое зависит от того, в каком положении наша колония входит в атмосферу - "стоя" или "лёжа".
Вариант первый - колония входит "носом вперёд", как космический аппарат. В этом случае её передняя оконечность начинает тормозиться ещё тогда, когда задняя уверена, что она летит в чистом вакууме и прёт вперёд без колебаний.
Тонкие центральные секции, естественно, такого соперничества не выдерживают - и вылетают тысячами стеклянно-металлических брызг. Задняя оконечность с размаху влетает в переднюю, и дальше они падают единым комом, почти как обычный металлический астероид, только очень рыхлый. В "ореоле" из множества осколков центральных секций. До поверхности этот ком не долетит, разрушившись раньше.
Во втором варианте колония входит "плашмя", то есть нагрузка приходится поперёк оси цилиндра. В этом случае он переламывается пополам, центральные секции разрушаются от сопротивления атмосферы - и сильно отстают из-за большой парусности. А вот оконечности разворачиваются обтекаемыми полусферами навстречу потоку и "пулями" влетают в Землю на расстоянии 40-60 километров друг от друга.
Таким образом, в первом случае мы имеем не единый взрыв, а "залп из дробовика" по земной поверхности, сотни тысяч мелких (мультикилотонных) и сотни средних (мультимегатонных) взрывов, преимущественно в атмосфере, небольшой частью на земле. Для поверхности это ещё страшнее, чем точечный взрыв, полная зачистка от людей, машин и зданий гарантирована. Но вот хорошо укреплённые подземные базы (вроде Джабуро, которая, напомним, и была целью "Британии"), почти не пострадают. Также землетрясения останутся весьма умеренными.
Во втором случае - два мультигигатонных взрыва на поверхности или недалеко от поверхности, и облачко сгорающей в воздухе "шрапнели" между ними. Для разрушения окопавшейся базы - идеально, особенно если оконечности упадут по обе стороны от неё - тогда рождённые ими ударные волны столкнутся точно на ней, как бы "прихлопнув" её между двумя "ладонями". Впрочем, прямое попадание одной из оконечностей даст эффект не хуже - заглубление взрыва получится немаленьким.
Окружающие же земли в обоих случаях ждёт дождь из мелких осколков, который и нанесёт самые существенные потери - как человеческие, так и имущественные. Также в первом сценарии они пострадают преимущественно от воздушной ударной волны и тепловыделения, землетрясения же будут весьма слабыми, а вот во втором наоборот - воздушная ударная волна быстро ослабнет по мере удаления от эпицентров, зато подземная тряхнёт весь континент так, что мало не покажется.
Разумеется, оба сценария касаются того случая, когда колония входит в атмосферу под большим углом - от "почти вертикально" до 45 примерно градусов. Если же она идёт почти параллельно атмосфере, то у жалких земноидов есть шанс отделаться лёгким испугом. Разрушение колонии будет постепенным, высвобождение кинетической энергии произойдёт в основном в верхних слоях атмосферы, да ещё и распределится вдоль длинной линии. В этом случае самыми неприятными последствиями будет непосредственно падение больших тяжёлых кусков металла на голову. Обычное, аэродинамическое падение, а не сверхзвуковой удар, как в двух первых сценариях. Оно, конечно, тоже может причинить большие разрушения, если куски рухнут прямо на город, но тотального выжигания и опустынивания территории не будет.
Именно это, судя по всему, и произошло в ходе операции "Звёздная пыль", где у атакующих Остатков Зеона не было возможности откоррректировать курс колонии. В операции же "Британия" вход был именно под большим углом, и скорее всего по второму сценарию, то есть плашмя.

ЗЫ. Ах да. И кратер диаметром в ПЯТЬСОТ КИЛОМЕТРОВ - это в любом случае дурной сон разума. Напомним, даже астероид Чиксулуб, который был в тысячи раз массивнее, плотнее и двигался быстрее, оставил кратер "всего" в 180 километров диаметром.
Как правильно дропать колонии
С позволения, утянул к себе.
Re: Как правильно дропать колонии
Спасибо, очень приятно, что оценили именно вы - я же по вашим материалам в своё время сеттинг Гандама и изучал.
Судя по картинке — цивилицация на орбите на два технологических уклада превосходит то что на земле. В таких условиях проще закидать конвенционным оружием, кроме случая когда космические колонисты являются так же высокодуховными пацифистами, которые даже на всякий-всякий случай не озаботились оружием.

PS: Вообще всякие орбитальные станции любят оборудовать противоастероидными щитами как минимум, так что гипотетически можно предположить, что достаточно мощный щит (который, положем, должен защищать от военного класса бумкалок) позволит доставить колонию в более-менее целом виде сквозь слои атмосферы.
Да нет, в сеттинге Гандама Земля как раз производственно, экономически и технически опережает колонии - потому, собственно, и пришлось к дропу прибегнуть, конвенционным оружием они бы быстро проиграли.

Это был своего рода их аналог 11 сентября.

Edited at 2019-07-05 02:41 pm (UTC)
Слабо дропнется. Прикиньте плотность - я выдам вам целевую энергию (на вообще всё), и размеры кратера и прочее.

Но эффект будет слабоват. Так как лучш всего дропать с углом близким к 90 градусам (ну перпендикулярно поверхности), и со скоростью таки выше 30-40 км сек. Оптимал около 60 км/с... В остальном-дет.сад "Солнышко" будет. А вот если разогнать до 60-70км/с вообще пофигу будет даже если до поверхности твердые предметы не долетят. Ахнет так - что выпалит к чертям все только при входе в атмосферу.
Тунгусский кстате, видимо как раз такой был. Взрыв то был, а вот твердых частиц не нашли. Возможно их уже и не было к моменту "падения". Зато была отличная шоковая плазменная волна. Которая все так хорошо и развалило и раскидало.

Edited at 2019-07-05 02:57 pm (UTC)
Плотность прикинуть не проблема.
Объём около тысячи кубических километров (1E12 кубометров), масса десять миллиардов тонн (1E13 килограммов), то есть средняя плотность 10 килограммов на кубометр.
А разгонять до гиперболической скорости там, во-первых, было негде, а во-вторых - нечем. Вся драчка шла в пределах Земной Сферы - то есть в радиусе пары световых секунд.

Edited at 2019-07-05 03:03 pm (UTC)
Разумеется, оба сценария касаются того случая, когда колония входит в атмосферу под большим углом - от "почти вертикально" до 45 примерно градусов.

Хм... учитывая что колония располагается в точке Лагранжа, это требует сначала преобразовать ее орбиту в эллиптическую, а затем попытаться опустить перигей орбиты так, чтобы точка касания проходила сквозь поверхность под возможно большим углом. Ну, или попытаться сначала перетащить колонию на круговую орбиту, а затем резко дропнуть орбитальную скорость... но тут затраты дельта-V будут просто ужасающими.
Скорость движения колонии относительно Земли во всех пяти точках Лагранжа, насколько я понимаю, соответствует орбитальной скорости Луны - то есть 1,023 км/с.
Тормозим её в ноль, одновременно выбиваем из Лагранжа с относительной скоростью 1 км/сек. Дальше она начинает падать к Земле чисто механически по прямой линии. Ну и сколько останется дельты после этого - на дополнительное ускорение прямо к Земле, как для того, чтобы побыстрее преодолеть ПКО, так и чтобы удар был посильнее.
Но зачем (кроме эпичной картинки)? Ладно бы еще уронить ненужную часть колонии, но всю? Это ж ппц как дорого, хайнлайновское закидывание булыжниками не в пример рациональнее.
Дорого строить колонии. А захватить чужую и дропнуть на Землю -- не очень. Дешевле, чем разрабатывать и запускать в производство сравнимое по мощности ядерное оружие.
Так что в принципе это явление того же порядка, что булыжники хайнлайновских лунарей -- использование подручных средств, в качестве стратегического ОМП, за неимением настоящего.

Edited at 2019-07-05 08:09 pm (UTC)
// И кратер диаметром в ПЯТЬСОТ КИЛОМЕТРОВ - это в любом случае дурной сон разума.

И землетрясения на все Австралии в 9 баллов тоже. Не говоря о волне сотрясения, движущейся на 200 м/с Ну и цунами туда же.

// Вариант первый - колония входит "носом вперёд", как космический аппарат. В этом случае её передняя оконечность начинает тормозиться ещё тогда, когда задняя уверена, что она летит в чистом вакууме и прёт вперёд без колебаний.
// Тонкие центральные секции, естественно, такого соперничества не выдерживают - и вылетают тысячами стеклянно-металлических брызг. Задняя оконечность с размаху влетает в переднюю

// гандамовская колония несколько крупнее классического ониловского цилиндра (диаметр восемь километров, а не шесть), так что дадим ему десять [миллиардов тонн].

Масса атмосферы над км2 - 10Мт, 50 км2 = полмиллиарда, итого в 20 раз меньше колонии. Чтобы задняя часть врезалась в переднюю надо чтобы передняя затормозилась минимум наполовину(это я считаю длину за десяток км, или там сотня?) - воздуха на это явно не хватит.

--

Ну и падение с такой высоты - это несколько дней, при господстве противника в космосе он всегда сможет отвести удар в сторону.
>(это я считаю длину за десяток км, или там сотня?)

Длина колонии 40 км.
Но чтобы лопнули от деформации центральные секции, достаточно, чтобы передняя оконечность затормозилась хотя бы на 100 м/сек относительно задней.

>Ну и падение с такой высоты - это несколько дней, при господстве противника в космосе он всегда сможет отвести удар в сторону.

Угу. Поэтому во-первых доразгон для сокращения этого срока, а во-вторых вокруг дропаемой колонии как раз и разворачивается сражение между флотами атакующих и обороняющихся - вторые хотят отвести, а первые - не дать отвести. Коллега Цепеллин как раз предположил в обсуждении выше, что целью всего этого и было - вызвать флот Федерации на бой в удобное время и в удобном месте.
торцы колонии должны быть заметно тоньше стенок. Им только давление воздуха выдерживать нужно. Так что вряд ли там два кратера будет.
Им только давление воздуха выдерживать нужно

Вес стенок и всей технической хрени (порты, зеркала, внешние модули и т.д.) тоже.
Я извиняюсь, но нафига вообще было ронять колонию? ///Чорд, надо наконец посмотреть хоть один гандам.///