Algunas personas optan por la opción de “catapulta”, pero creo que podemos asumir con seguridad que el escritor tenía en mente una “catapulta” electromagnética; esto es lo que Heinlein llama el lanzador electromagnético en La Luna que es una amante severa . Notarán que uso esta novela como un “diseño de referencia” para abordar esta pregunta porque es a partir de este libro que esta noción ha entrado en la cultura popular, y presenta el mejor caso posible para tal cosa.
En esa novela, Heinlein afirma que una “roca” de 100 toneladas que cae a la Tierra produciría una explosión de 2 kT. Esto es en realidad un poco alto, la velocidad de escape de la Tierra es de 11.2 km / seg y esto significa que un kilogramo de masa que cae desde el infinito tiene una energía cinética de 62.7 MJ / kg, equivalente a 15 kilogramos de TNT, por lo que la roca es en realidad 1.5 KT, pero esto es un asunto pequeño.
Por cierto, la carga útil más pequeña que se podría usar de manera plausible con este esquema es de aproximadamente 10 toneladas. Esto proporciona un coeficiente balístico lo suficientemente alto como para que la mayor parte de la energía cinética se retenga en una entrada pronunciada a través de la atmósfera.
¿Cuánta ganancia de energía hay en hacer esto? Bueno, primero la catapulta tiene que levantar la carga útil del pozo de gravedad lunar, que como una velocidad de escape de 2,38 km / s, o 2,8 MJ / kg. Luego, tiene que cancelar al menos la velocidad orbital lunar alrededor de la Tierra de 1 km / seg, de 0.5 MJ / kg, para que pueda caer a la Tierra (aunque esto supondría un tiempo de tránsito de dos semanas, probablemente querría dar más patada para llegar más rápido).
- ¿Cuál es el origen de la complejidad del universo?
- Cómo explicar el impulso a un niño de 10 años.
- ¿Por qué las micelas están formadas por jabón?
- ¿Cómo puede existir algo sin masa, como un fotón?
- ¿Qué potencial nueva tecnología militar podría cambiar radicalmente la historia mundial?
Entonces, para una inversión de energía de 3.3 MJ / kg en electricidad para el lanzador, obtienes 62.7 MJ / kg de aterrizaje en la Tierra, aproximadamente una ganancia de energía de 19 veces. Esta es todavía una enorme cantidad de electricidad que debe enviarse a través del lanzador para hacer mucho daño en la Tierra, considerando que el lanzador lunar es una propuesta muy costosa en primer lugar.
Las explosiones pequeñas son más eficientes para hacer daño de explosión que las grandes, que se escalan como la potencia de 2/3 del rendimiento explosivo. Por lo tanto, una ojiva de 300 kT (típica de una ojiva estratégica moderna) es 34 veces más destructiva que una explosión de 1.5 kT (utilizando la carga útil de Heinlein). Entonces, para igualar el arsenal de un estado como el Reino Unido, que era de 200 o más o menos, necesitarías lanzar varios miles de cargas útiles.
Si tiene un conjunto de colectores solares con un área de 1 kilómetro cuadrado, que puede captar 250 vatios por metro cuadrado (esta es una cifra bastante alta), tendría suficiente potencia para lanzar una carga útil de 100 toneladas cada 22 minutos, o la Capacidad de entregar dos ojivas por valor de destrucción a la Tierra cada día. Arreglos más grandes permitirían disparos más frecuentes, pero serían objetivos más grandes.
Por supuesto, estas bombas de roca no matarían a nadie, ya que su hora y lugar exactos de llegada se conocerían de antemano y el radio de destrucción significativa es de unos 1000 metros, y a 1500 metros ni siquiera puede romper ventanas. No es particularmente difícil que las personas se trasladen a pocos kilómetros del punto de impacto en el transcurso de unos días.
Heinlein especificó que construyeron una catapulta subterránea de 10 G, que tendría una longitud de 28,9 km, y tardarían 24,3 segundos en acelerar su carga útil (se necesitaría algún tipo de sistema de acumulación de energía para alimentarlo).
Pero hay un problema: las catapultas electromagnéticas no aceleran las rocas. Además, la “roca” debe tener la forma adecuada y poder soportar la entrada a través de la atmósfera de la Tierra que las rocas no pueden hacer, se rompen en la atmósfera superior debido a la presión ejercida sobre ellas. Los meteoritos grandes que golpean el suelo son los raros metálicos o bien tienen un ángulo de entrada muy bajo que les permite disminuir la velocidad antes de romperse (lo que anula todo el propósito de este esquema).
Esto significa que la roca necesita estar empacada en una fuerte carcasa para aerosoles que pueda soportar el estrés de la entrada, y proporciona una forma para que el campo electromagnético los agarre.
El tipo de lanzador electromagnético que mejor se adapta a este proyecto de ley se denomina “conductor masivo” (no un “cañón de riel”, que es totalmente inadecuado) y requiere una cubierta conductora, o quizás una bobina anclada de manera segura (dada la tensión de aceleración de 1000 toneladas) al aeroshell.
Y luego está el problema de poder alcanzar objetivos aleatorios en la Tierra. Un controlador masivo que se utiliza simplemente para entregar materias primas a la Tierra podría tener una alineación de modo que se pueda usar para golpear de manera consistente un área de impacto remoto conveniente para la recuperación. Para usarlo como un arma, debe ser capaz de poner la carga útil en muchas trayectorias diferentes.
Y esto requiere un sistema de guía y cohetes de dirección en la carga útil.
Así que en lugar de ser “roca barata”, en realidad tienes que tener un proyectil fabricado no tan barato con sistemas de propulsión y guía que pueden cargarse con rocas. Así que todos esos proyectiles de alta tecnología tendrían que ser fabricados en algún lugar, ya sea en la luna o lanzados desde la Tierra.
Heinlein especifica que el lanzador es “invisible al radar”, porque está bajo tierra, como puede ver. Ignora el hecho (porque arruinaría la historia) de que el primer proyectil fuera del lanzador revelaría inmediatamente la ubicación del final del lanzador y su orientación, y las ojivas nucleares llegarían para sacarlo probablemente en menos tiempo. De las 69 horas que duró una misión de Apolo para llegar a la luna. Y, por supuesto, una matriz de energía solar es un objetivo bastante obvio.
Luego considere que nunca hemos construido un controlador masivo (más allá de las pruebas a pequeña escala) en la Tierra, y el costo de construir uno es un (probablemente optimista, ya que proviene de un promotor) de $ 20 mil millones. Hacer cualquier cosa en el espacio es mucho más caro que hacerlo en la Tierra, incluso si asume caídas radicales en los costos de lanzamiento. El tipo de proyecto de ingeniería importante requerido para construir una gran pieza de infraestructura en la Luna nunca se ha considerado seriamente, y mucho menos se ha intentado. Los costos reales de construir tal cosa serían de al menos cientos de miles de millones de dólares. Heinlein logró esto al suponer que ya existía una civilización lunar con esta tecnología.
Dejo a un lado la cuestión de si podría ser rentable enviar convictos a la Luna como una forma de deshacerse de ellos. Después de todo, esto es ficción, creado para contar una historia atractiva. Exiliar a los convictos a la Luna no es nada como enviarlos a Georgia, Canadá, Australia o Siberia.
Las armas nucleares no son tan caras, para un gran programa nuclear como los Estados Unidos, el costo por ojiva es de solo varios millones de dólares cada uno. Pero con la tecnología de centrifugación de gas disponible universalmente ahora (debido a un mercado negro mundial en la tecnología), la parte más costosa se ha vuelto radicalmente más barata. El costo total del sistema de producción de armas nucleares de EE. UU. Durante los últimos 70 años es probablemente menor que el lanzador en la Luna.
Mucho más costoso que las ojivas en sí es el costo de basarlos de una manera segura contra ataques: en misiles en silos endurecidos, en aeronaves en constante “tira alerta”, en submarinos de misiles balísticos. Aquí el lanzador lunar falla por completo, ya que no puede ser protegido en absoluto.
Si no fuera una “super-arma barata”, sería una “sub-arma extremadamente cara” inferior en todos los aspectos a las armas nucleares.
