03.02 美国成立太空军,外太空作战用枪怎么选?

美国成立太空军,外太空作战用枪怎么选?

在特朗普提议成立太空军队之后,轻兵器爱好者们往往会想到身穿宇航服的舱门射手(door gunners)紧握各种科幻外观的“太空枪械”。而40瓦范围内的多阶等离子步枪也再次被人提起。现在我们回到之前,四年后建立美国太空军队的话题,来看看更现实的一些选择。

美国成立太空军,外太空作战用枪怎么选?

40瓦范围内的多阶等离子步枪(phased plasma rifle in the 40-watt range)指终结者中的一支武器。

首先,我们需要明确把枪械带入太空中后会面临的挑战。

太空作战部队在无重力环境下的武器重量问题

在太空战斗中,武器的重量问题则体现在以下的两个方面。太空战斗中,虽然武器本身的质量影响并不是很大,但是武器发射的弹头质量反而对射手会有较大的影响,尤其是在进行大量射击后。(译者注:武器的后坐力一部分由武器的弹头质量有关。由于力的作用是相互的,因此武器发射的弹头质量越大,受到的后坐力也越大。)

另外,原作者认为,把武器和弹药带入太空中,是一件轻而易举的事情,每支武器的质量只有1.5到3磅,和武器携带者自身的质量相比微不足道。(译者注:虽然武器的质量看起来不大,但是如果要把一支武器从地面上带到太空中,需要克服地心引力,以及经过一段相当长的距离。无疑需要花费大量的燃料。)在太空中使用武器进行射击,对射手的速度和动作都会产生一定的影响。而这些力和武器发射弹头的质量以及武器相对射手质心的位置(译者注:如果武器的位置与射手的质心不重合,那么就会产生力偶从而出现旋转的趋势。)。牛顿第三定律提出:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。也就是说,弹头质量越大,对射手的反作用力越大。

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《使命召唤13》中的太空装备插画

另外,发射多发弹药则会把力的作用效果累加。大多数太空中射击情况模拟中都认为在太空中射击会将射手向后推。这种说法有一定道狸,但是准确来说,如果射手位于卫星轨道上,那么射击的力很可能会降低射手的运动速度(译者注:为了摆脱地心引力控制,航天器在轨道中运行时,需要一定的运动速度使其保持在轨道上运转而不至于落到地面,这个速度也就是第一宇宙速度,大约为7.9km/s。)

如果射手的速度降低或者向后运动,射手也许就需要被绑在航天器上。另一种方式就是在射手的宇航服中安装一个稳定系统。设想可行,但是这种方式可能价格昂贵而且方式复杂。很可能《007大破太空城》(原名指Moonraker,译者不喜欢这个中文译名)式的太空战斗设想会破裂。或许我们可以逐步发展到这个阶段,也可能这种太空战斗只是一种设想而不是现实。

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恒定后坐的U100,自动机不撞击机匣

武器的后坐力其实分为多个部分。不单武器在推动弹头时会带来后坐力,弹头离开枪管后喷射的火药气体同样会带来后坐。另外,还有武器内部自动机运动带来的后坐。第二者可以使用枪口制退器来缓解,毕竟太空中没有空气,完全可以忽略制退器的噪声问题。而自动机的后坐理论上可以使用平衡后坐或者恒定后坐来解决,但实际上恒定后坐和平衡后坐结构都会增加武器的结构死重。估计不适合进入太空。

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1979年上映的电影《007之太空城》

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电影《007之太空城》里的Moonraker式的太空战斗,也就是带喷气推进器的太空战斗,这种太空战斗在使命召唤:幽灵以及无限战争中都出现过。

太空作战武器必须面对的恶劣环境:极端温度

常规武器在太空中还需要面对剧烈的温度变化。温度的变化量最大可以从237C°降到-237C°。我们无法确定聚合物武器是否可以承受这样的温度差。

聚合物武器是否会在低温下脆化?抑或在灼热的日光中融化?另外,在地球的同步轨道中,每过90分钟就会出现如此巨大的温度差。极高或极低的温度还会影响武器的润滑,润滑剂会在这种情况下挥发或者冻结从而影响武器的运作。因此原作者认为应该选择一种武器可以在无润滑的情况下运作。

尽管世界各地都有军队使用AR-15系步枪,但是需要润滑的特性可能会让其无法进入太空俯瞰地球。(译者注:其实航天器确实有使用润滑剂的部分,主要是防止冷焊现象的出现导致零件无法运动。当然,我们也可以使用镀层,加上减小自动机和机匣的接触使自动机顺畅运作。)

另外,极低的温度会对弹头离开枪管时的初速产生影响。极低的温度会降低弹头的初速。(译者注:可能是在极低的温度下,发射药的燃烧速度降低,或者底火对发射药的点燃效果发生了下降。)

太空中剧烈变化的温度可能会导致严重的热应力问题,从而使武器的金属材料发生快速老化,武器的寿命很可能比实际的寿命短得多。而零件之间间隙以及零件公差也需要严格控制,防止热膨胀问题。高温可能还会引燃武器的底火或发射药导致意外击发。另外,太空中的其他恶劣环境,比如辐射可能使聚合物武器加速老化,而现有的光学瞄具进入太空也可能由于辐射而出现镀膜损坏或者镜片被瞄具内部由于辐射产生的挥发物沉积产生污染。

国产太空题材FPS游戏 边境计划

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被索尼看中的中国独立游戏《边境计划》,《边境计划》的背景基于近未来现实世界,太空电梯的成熟化大大加快了太空开发的速度与规模,各个势力之间的矛盾与冲突也就应运而生。

另外,当金属材料在高真空下互相接触时,由于表面被高真空环境所净化,会加速分子扩散过程,另外金属接触面间原子键在这种环境下也更容易结合,从而金属表面会粘连,出现“冷焊”现象。相同材料在高真空环境下很容易出现这个问题。目前来看,有些是使用三氧化二铬等镀层来解决问题,有的是依靠加了二硫化钼的氟素润滑脂进行润滑。太空枪械或许也可以使用该方案。

太空作战部队不会装备的太空枪械:步枪

太空作战部队不会装备步枪,或者在纯太空作战环境中不会使用步枪是由于宇航服的限制。宇航服被归类为舱外活动装置(Extravehicular Mobility Unit,EMU),其体积较大,而且笨重。因此在宇航服外携带一支步枪很可能会让情况变得更复杂。舱外活动装置的躯干部分外壳坚硬而且圆润,表面覆盖了多层纤维。躯干部分的结构对步枪的抵肩射击会产生较大的影响。而头盔会影响光学瞄具的使用。(译者的想法:头盔的出现需要增加瞄具的瞄准基线高度,或者对武器的枪托进行特殊的改进。而考虑到舱外活动装置的手套,武器的扳机护圈也需要加大。或许太空作战部队的武器可以参考全防护CBRN部队?也可能我们都不需要使用常规的机械瞄具或光学瞄具,直接使用激光指示器来瞄准?)

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当需要在太空中射击时,其实只需要让弹药击中目标。弹头不需要在敌人的体内翻滚变形,只需要在敌人的宇航服上打出一个洞就足以对敌人造成巨大的麻烦,使敌人失去战斗能力。另外,目前的舱外活动装置可以提供足够的氧气以及气压使穿戴者快速回到太空站内。所以打出的洞越多,敌方人员越需要快速回舱。(译者注:破坏舱外活动装置后,我认为穿戴者还可能受到辐射以及极端温度的伤害。伤害效果不只是漏气。)

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电影《钢铁苍穹》中的截图

舱外活动装置由13层不同的材料构成,其中的一层就是凯夫拉纤维。这一层的设计目的是为了阻挡快速飞行的2mm微型陨石。舱外活动装置虽然分为很多层,但是实际的厚度并没有想象中的厚,厚度只有3/16英寸。因此原译者认为,有可能使用步枪会导致杀伤过剩,而且武器本身及其配套零件还会增加存储占用的空间以及维护的麻烦。因此原作者认为,宇航员携带的武器只能是手枪。(译者认为:我们不应该局限武器的用途,武器不单可以用于杀伤宇航员,还可以用于破坏对手航天器外部的精密仪器或者破坏对手的航天器本身,步枪并不是完全无用。)

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1968年,导演库布里克的科幻史诗《2001太空漫游》中太空员的剧照

太空作战部队的武器穿透力要求:穿透软性防弹材料

暂时假设舱外活动用宇航服的防弹等级是NIJ II-A或更低,而最终舱外活动设备的防弹等级可以被增强到NIJIII-A。他认为:在复杂臃肿的宇航服上的各个部位都使用更坚固的防护材料进行增强,会极大增加将宇航服带入太空的花费,而且不利于活动。如果这个假设是正确的,那么即使不使用步枪,穿透宇航服的防护也不是一个麻烦的事情。下面的照片大致说明了宇航员舱外活动装置的内层构造。

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日本绘图师对赛博朋克的PS

另外,莱斯大学开发了一种3d打印聚合物防弹材料,据原文称:该防弹材料可以阻挡速度大约为19000fps的弹头,然而并未说明弹头的质量。不过微管烷块对弹头停止作于比用同种材料制造的金属块的防弹能力强10倍。该技术或许有在太空中使用的潜力。我们将会持续关注此消息。

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