03.02 美國成立太空軍,外太空作戰用槍怎麼選?

美國成立太空軍,外太空作戰用槍怎麼選?

在特朗普提議成立太空軍隊之後,輕兵器愛好者們往往會想到身穿宇航服的艙門射手(door gunners)緊握各種科幻外觀的“太空槍械”。而40瓦範圍內的多階等離子步槍也再次被人提起。現在我們回到之前,四年後建立美國太空軍隊的話題,來看看更現實的一些選擇。

美國成立太空軍,外太空作戰用槍怎麼選?

40瓦範圍內的多階等離子步槍(phased plasma rifle in the 40-watt range)指終結者中的一支武器。

首先,我們需要明確把槍械帶入太空中後會面臨的挑戰。

太空作戰部隊在無重力環境下的武器重量問題

在太空戰鬥中,武器的重量問題則體現在以下的兩個方面。太空戰鬥中,雖然武器本身的質量影響並不是很大,但是武器發射的彈頭質量反而對射手會有較大的影響,尤其是在進行大量射擊後。(譯者注:武器的後坐力一部分由武器的彈頭質量有關。由於力的作用是相互的,因此武器發射的彈頭質量越大,受到的後坐力也越大。)

另外,原作者認為,把武器和彈藥帶入太空中,是一件輕而易舉的事情,每支武器的質量只有1.5到3磅,和武器攜帶者自身的質量相比微不足道。(譯者注:雖然武器的質量看起來不大,但是如果要把一支武器從地面上帶到太空中,需要克服地心引力,以及經過一段相當長的距離。無疑需要花費大量的燃料。)在太空中使用武器進行射擊,對射手的速度和動作都會產生一定的影響。而這些力和武器發射彈頭的質量以及武器相對射手質心的位置(譯者注:如果武器的位置與射手的質心不重合,那麼就會產生力偶從而出現旋轉的趨勢。)。牛頓第三定律提出:相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。也就是說,彈頭質量越大,對射手的反作用力越大。

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《使命召喚13》中的太空裝備插畫

另外,發射多發彈藥則會把力的作用效果累加。大多數太空中射擊情況模擬中都認為在太空中射擊會將射手向後推。這種說法有一定道狸,但是準確來說,如果射手位於衛星軌道上,那麼射擊的力很可能會降低射手的運動速度(譯者注:為了擺脫地心引力控制,航天器在軌道中運行時,需要一定的運動速度使其保持在軌道上運轉而不至於落到地面,這個速度也就是第一宇宙速度,大約為7.9km/s。)

如果射手的速度降低或者向後運動,射手也許就需要被綁在航天器上。另一種方式就是在射手的宇航服中安裝一個穩定系統。設想可行,但是這種方式可能價格昂貴而且方式複雜。很可能《007大破太空城》(原名指Moonraker,譯者不喜歡這個中文譯名)式的太空戰鬥設想會破裂。或許我們可以逐步發展到這個階段,也可能這種太空戰鬥只是一種設想而不是現實。

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恆定後坐的U100,自動機不撞擊機匣

武器的後坐力其實分為多個部分。不單武器在推動彈頭時會帶來後坐力,彈頭離開槍管後噴射的火藥氣體同樣會帶來後坐。另外,還有武器內部自動機運動帶來的後坐。第二者可以使用槍口制退器來緩解,畢竟太空中沒有空氣,完全可以忽略制退器的噪聲問題。而自動機的後坐理論上可以使用平衡後坐或者恆定後坐來解決,但實際上恆定後坐和平衡後坐結構都會增加武器的結構死重。估計不適合進入太空。

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1979年上映的電影《007之太空城》

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電影《007之太空城》裡的Moonraker式的太空戰鬥,也就是帶噴氣推進器的太空戰鬥,這種太空戰鬥在使命召喚:幽靈以及無限戰爭中都出現過。

太空作戰武器必須面對的惡劣環境:極端溫度

常規武器在太空中還需要面對劇烈的溫度變化。溫度的變化量最大可以從237C°降到-237C°。我們無法確定聚合物武器是否可以承受這樣的溫度差。

聚合物武器是否會在低溫下脆化?抑或在灼熱的日光中融化?另外,在地球的同步軌道中,每過90分鐘就會出現如此巨大的溫度差。極高或極低的溫度還會影響武器的潤滑,潤滑劑會在這種情況下揮發或者凍結從而影響武器的運作。因此原作者認為應該選擇一種武器可以在無潤滑的情況下運作。

儘管世界各地都有軍隊使用AR-15系步槍,但是需要潤滑的特性可能會讓其無法進入太空俯瞰地球。(譯者注:其實航天器確實有使用潤滑劑的部分,主要是防止冷焊現象的出現導致零件無法運動。當然,我們也可以使用鍍層,加上減小自動機和機匣的接觸使自動機順暢運作。)

另外,極低的溫度會對彈頭離開槍管時的初速產生影響。極低的溫度會降低彈頭的初速。(譯者注:可能是在極低的溫度下,發射藥的燃燒速度降低,或者底火對發射藥的點燃效果發生了下降。)

太空中劇烈變化的溫度可能會導致嚴重的熱應力問題,從而使武器的金屬材料發生快速老化,武器的壽命很可能比實際的壽命短得多。而零件之間間隙以及零件公差也需要嚴格控制,防止熱膨脹問題。高溫可能還會引燃武器的底火或發射藥導致意外擊發。另外,太空中的其他惡劣環境,比如輻射可能使聚合物武器加速老化,而現有的光學瞄具進入太空也可能由於輻射而出現鍍膜損壞或者鏡片被瞄具內部由於輻射產生的揮發物沉積產生汙染。

國產太空題材FPS遊戲 邊境計劃

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被索尼看中的中國獨立遊戲《邊境計劃》,《邊境計劃》的背景基於近未來現實世界,太空電梯的成熟化大大加快了太空開發的速度與規模,各個勢力之間的矛盾與衝突也就應運而生。

另外,當金屬材料在高真空下互相接觸時,由於表面被高真空環境所淨化,會加速分子擴散過程,另外金屬接觸面間原子鍵在這種環境下也更容易結合,從而金屬表面會粘連,出現“冷焊”現象。相同材料在高真空環境下很容易出現這個問題。目前來看,有些是使用三氧化二鉻等鍍層來解決問題,有的是依靠加了二硫化鉬的氟素潤滑脂進行潤滑。太空槍械或許也可以使用該方案。

太空作戰部隊不會裝備的太空槍械:步槍

太空作戰部隊不會裝備步槍,或者在純太空作戰環境中不會使用步槍是由於宇航服的限制。宇航服被歸類為艙外活動裝置(Extravehicular Mobility Unit,EMU),其體積較大,而且笨重。因此在宇航服外攜帶一支步槍很可能會讓情況變得更復雜。艙外活動裝置的軀幹部分外殼堅硬而且圓潤,表面覆蓋了多層纖維。軀幹部分的結構對步槍的抵肩射擊會產生較大的影響。而頭盔會影響光學瞄具的使用。(譯者的想法:頭盔的出現需要增加瞄具的瞄準基線高度,或者對武器的槍托進行特殊的改進。而考慮到艙外活動裝置的手套,武器的扳機護圈也需要加大。或許太空作戰部隊的武器可以參考全防護CBRN部隊?也可能我們都不需要使用常規的機械瞄具或光學瞄具,直接使用激光指示器來瞄準?)

美國成立太空軍,外太空作戰用槍怎麼選?

當需要在太空中射擊時,其實只需要讓彈藥擊中目標。彈頭不需要在敵人的體內翻滾變形,只需要在敵人的宇航服上打出一個洞就足以對敵人造成巨大的麻煩,使敵人失去戰鬥能力。另外,目前的艙外活動裝置可以提供足夠的氧氣以及氣壓使穿戴者快速回到太空站內。所以打出的洞越多,敵方人員越需要快速回艙。(譯者注:破壞艙外活動裝置後,我認為穿戴者還可能受到輻射以及極端溫度的傷害。傷害效果不只是漏氣。)

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電影《鋼鐵蒼穹》中的截圖

艙外活動裝置由13層不同的材料構成,其中的一層就是凱夫拉縴維。這一層的設計目的是為了阻擋快速飛行的2mm微型隕石。艙外活動裝置雖然分為很多層,但是實際的厚度並沒有想象中的厚,厚度只有3/16英寸。因此原譯者認為,有可能使用步槍會導致殺傷過剩,而且武器本身及其配套零件還會增加存儲佔用的空間以及維護的麻煩。因此原作者認為,宇航員攜帶的武器只能是手槍。(譯者認為:我們不應該侷限武器的用途,武器不單可以用於殺傷宇航員,還可以用於破壞對手航天器外部的精密儀器或者破壞對手的航天器本身,步槍並不是完全無用。)

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1968年,導演庫布里克的科幻史詩《2001太空漫遊》中太空員的劇照

太空作戰部隊的武器穿透力要求:穿透軟性防彈材料

暫時假設艙外活動用宇航服的防彈等級是NIJ II-A或更低,而最終艙外活動設備的防彈等級可以被增強到NIJIII-A。他認為:在複雜臃腫的宇航服上的各個部位都使用更堅固的防護材料進行增強,會極大增加將宇航服帶入太空的花費,而且不利於活動。如果這個假設是正確的,那麼即使不使用步槍,穿透宇航服的防護也不是一個麻煩的事情。下面的照片大致說明了宇航員艙外活動裝置的內層構造。

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日本繪圖師對賽博朋克的PS

另外,萊斯大學開發了一種3d打印聚合物防彈材料,據原文稱:該防彈材料可以阻擋速度大約為19000fps的彈頭,然而並未說明彈頭的質量。不過微管烷塊對彈頭停止作於比用同種材料製造的金屬塊的防彈能力強10倍。該技術或許有在太空中使用的潛力。我們將會持續關注此消息。

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