SF / 과학 포럼
SF 작품의 가능성은 어떻게 펼쳐질 수 있을까요? 그리고 어떤 상상의 이야기가 가능할까요?
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푸른달음... 일단 읽어주셔서 감사해요 .ㅎㅎ
제 질문을 한문장으로 말해보면 레이저, 하전입자빔 같은 무기들이 현재 우리가 주로 사용하고있는 실탄 무기 들에 비하여
무슨 장점이 있는가?? 입니다.
레이저나 하전입자빔 실탄무기 모두 얕을지라도 원리는 알고는 있습니다만은..
어떻게 적에게 타격을 입히는지는 정확히는 모릅니다.
(레이저 같은경우엔 순간적인 에너지 전달,
하전입자빔 같은 경우엔 하전입자의 운동량을 이용한 목표를 타격<-(요걸 잘모르겠어요 .. 그리고 이게 맞다면 그냥 총알로 하전입자를 쓰는거잖아요..... 차라리 레일건이..;;)
또한 어디선가 본것같은데 레이저 같은 에너지 무기는 실제로 질량을 전달하는 무기에 비해 날라가는 도중의 에너지 손실이 많다 라고도 하더라구요.. (이게 맞다면 정말 레이저 같은건 비효율적인 무기겟지요)
음..... 두서없이썻는데.. 이해할수 있으실려나 모르겟네요 .ㅎㅎ
정리하자면 크게 궁금한것은
1. 하전입자빔 무기가 적에게 피해를 줄 수 있는 원리
2. 레이저나 하전입자빔무기가 현우리의 실탄무기보다 좋은점
이 되겟네요 .ㅎㅎ
p.s : 무기가 적에게 피해를 줄 수 있는 정도를 비교할땐 운동량(mv)를써야되나요?? 운동에너지(1/2mv^2)을 써야하나요??
아우... 푸른달은 언제잡힐려나
사실, 하전입자도 중력에 의해 포물선 운동을 합니다.
따지고 보면 빛도 그렇죠...
다만 너무 빨리 움직여서 그 영향을 가시적으로 볼 수 있느냐의 차이일 뿐.
내가 던지는 돌멩이와 총탄은 똑같이 중력의 영향을 받습니다.
사거리는 날아가는 속도에 따라 달라지게 되지만요.
포구에서 목표까지 날아가는 시간동안 낙하하는 건 분명한 사실입니다.
그게 빛이든 빔이든 총이든 돌멩이든 뭐든간에요.
에.. 그리고 반동은.. 하전입자의 질량을 모아봐야 질량병기에 비해서 어마어마하게 작으니까요.
같은 에너지량을 질량병기로 쏜다면 좀 무시무시할 것 같습니다.
맞습니다. 하전입자포의 하전입자 역시 물질이기 때문에 질량이 있습니다. 애니메이션 <신세기 에반게리온>에서는 입자포의 일종인 반양자포를 쏠 때 '중력 때문에 휘어질 수 있다.'라고 말합니다.
하전 입자포는 대기권에서 사용하기에는 그다지 좋은 무기는 아닙니다. 우선 중력의 영향으로 탄두가 휘어질 수 있습니다. 질량이 작긴 해도 여하튼 완벽하지는 않습니다. 다음으로 원거리 공격을 한다면 공기 중에서 방전 등으로 에너지를 잃어버릴 수 있습니다. 게다가 자기장의 영향을 받을 수 있습니다. 주변에 강한 자장 같은게 있다면 그쪽으로 향할 수도 있습니다.
물론, 하전입자포는 정면으로 맞지 않고 주변에 떨어지기만 해도 피해를 줄 수 있다는 이점이 있습니다. 하지만, 하전 입자포는 역시 우주전쟁에서 사용하는게 제일이지요.
음... 이전에 하전입자포에 대해서 정리한 적이 있는 것으로 기억하는데 찾아보니 없군요. 다시 정리해 봐야 겠습니다.
폭주_고양이
1. 입자포가 피해를 주는 원리...
우주공간이라면 SF작품들에서처럼 입자빔포 같은게 될지도 모르겠지만, 대기권내에서라면 포구에서 입자빔을 방출시 대기와의 반응으로 엄청난 양의 방사능+각종 방사선을 야기할 겁니다. 적이고 아군이고 할 것 없이 말이죠.
레이저병기라면 고열로 인한환부의 화상 또는 탄화, 출혈없는 관통상 정도.아니면 레이저메스처럼 절단될 수도 있겠구요.
아! 눈을 멀게도 할 수 있습니다.
2. 좋은점?
실용화 된다면야 하전입자포는 외기권에서나 쓸만하겠고. 레이저병기가 실용화된다면, 탄도탄&대 미사일요격에는 엄청난 성과를 낼 수 있을 겁니다. 미군도 아직 실험중이지만.
우리 군에서 쓰고 있는 나이키야 이미 퇴물이고, 현재까지 나온 가장 요격율이 높다는 그 비싼 패트리어트 대공요격시스템도 25~30% 대의 요격 성공율을 보이는 걸로 알고 있습니다.
고성능의 목표추적시스템과 고출력의 레이저빔 발생장치가 실전배치되면 저 패트리어트도 퇴물이 될 겁니다.
입자빔포같은건 모르겠지만, 레이저병기는 대공요격체계에 엄청난 전력상승을 가져다 줄 겁니다. 당장요격률 50%이상도 가능할 거예요.
요격미사일처럼 재고소모량 따져가면서 쓸 필요도 없는 그야말로 꿈의 요격병기가 될 겁니다.
같은 사통을 쓴다해도 요격율은 올라갑니다.
폭주고양이님이 설명해주신 것과 같은 이유에서 입니다.
요격미사일은 자체내장된 레이더센서로 목표와의 거리를 계산, 폭발하여 파편의 탄막을 형성하고, 그 탄막에 탄두부나 추진부를 맟추어 떨어뜨리길 바라는 어찌보면 요행을 바라는 무기체계입니다.
탄도탄의 경우 재돌입시 심하면 마하20근처까지도 갑니다. 이건, 격추 못해요. 적어도 현재 실전배치된 그 어떤 요격체계로도말이죠.
탄두부 앞의 공기가 압축, 밀리면서 일종의 실드를 형성하게 됩니다. 이건 파편의 탄막따윈 튕겨냅니다.
레이저라면 다르죠. 고출력의 레이저라면 일발필중. 여러발 쏠 필요도 없습니다. 냉각시간이나 발사를 위한 재충전등 딜레이를 생각하면 이건 단발병기죠. 연사가 힘듭니다. 하지만 탄의 재고라든가 소모율 고려할 필요가 없죠.
반면 현용의 요격체계가 하늘에 돈을 퍼붓는 방식이죠.
장사정 요격미사일발사, 실패하면 중거리 요격미사일, 실패하면 단거리요격미사일&대공벌컨.
그런 이유에서라도 레이저가 낳습니다.
지상에서 쏘지 않으면 되요.
미군에서는 현재 두가지 정도의 요격용 레이저시스템을 개발 시험중에 있습니다.
작년엔가 제작년엔가 실험을 성공적으로 끝냈다고 하는 지상발사 레이저요격시스템이 그중 하나고, 나머지 하나는 보잉계열기체의 기수부분을 개조하여 레이저터렛을 달아놓고 시험중인게 있습니다.
탄두부의 공기방패가 굴절을 일으켜 레이저가 산란된다면 공중에서 탄체가 아닌 추진구획을 노리면 되요.
아직 실험에 성공했다는 소린 못 들었습니다만, 기술의 발전은 조만간에 좋은 결과를 내줄 겁니다.
아! 그리고 사람에게 피해를 줄 수 있는 정도를 물으셨는데, 총알의 경우 줄(J)을 쓰는 것으로 알고 있습니다.
총알의 경우 메가줄 단위로 시작하던데요.
예전에 각 탄종별로의 살상력을 줄로 계산한 것을 본 적이 있습니다.
일단 레이저는 표적을 녹입니다. 어차피 집중된 빛이고 돋보기로 종이 태우는 것과 같죠. 만약 표적이 부수는 것보다 녹이는 게 더 어려운 대상일 경우엔 때문에 들인 에너지량에 비해 큰 피해를 입히기 어려울 수가 있습니다. 그런데 빛은 대기권 내에서 날아가면서 산란되고 흡수됩니다. 해가 뜨면 대기가 태양빛을 흡수해서 따뜻해지는 것과 마찬가지죠. 그래서 레이저 무기는 대기 중에서 에너지 손실이 많다는 겁니다.
한편으로 하전입자포는 광속에 가까운 속도로 날아가 부딪혀서 그 운동에너지로 피해를 줍니다. 하지만 대기권 내에서는 대기와의 마찰로 인해 멀리 날아가지 못합니다. 날아가는 입자의 질량이 너무 작기 때문에 쉽게 에너지를 잃는 거죠. 간단한 예로, 똑같은 힘으로 던지더라도 지구상에서 야구공은 몇십 미터쯤 아무렇지도 않게 던질 수 있지만 마른 밀가루 한 줌을 뭉쳐서 던지면 몇 미터도 던지기 힘듭니다. 뭐, 레이저도 결국 비슷한 이야기지만...
그래서 우주에서라면 둘 다 좀 더 효율적으로 사용할 수 있죠.
글쎄요. 하전입자빔무기는 잘은 몰라서 패스
2번.. 현재의 실탄무기보다 좋은 점이라면...
실탄무기는 반동이 있지만 레이저나 하전입자빔 무기는 출력에 비해서 반동이 매우 적다.. 정도가 되겠죠.
게다가 충분한 동력이 제공된다면 탄약의 양은 그다지 필요치 않다거나 거의 필요없다거나 할 수도 있겠구요.
가스나 폭음, 진동 없이도 발사 가능한 점도 있을 겁니다.
공기의 저항이나 중력때문에 제약되는 중장거리 포격이나 위성궤도 타격도 가능해질 수도 있겠죠.
직진성 같은 부분도 일반 질량무기에 비해서 더 나은 특성을 가질 것 같구요.
만약 충분한 고출력 빔병기를 비행기에 탑재 가능하고 충분한 연사능력을 갖는다면
꽤 위협적일 수 있을 겁니다. 질량병기의 타격범위 밖에서 적의 건물과 무기를 실시간 요격 가능하니까요.
그것도 직사로 말입니다.
물론, 위성 빔병기라면, 대응 불가능한 타격을 지상에 지속적으로 가하는 것도 가능할지도 모르죠.
이런 무기가 존재한다면 재래식 무기체계로는 대응 자체가 불가능할 수도 있습니다.
단점은.. 다들 아시지만.. 비싸고 무겁고 충격에 약하고 연사성 떨어지고 만들기 어렵고 기술적 난제들 불라불라...