Was hält ein Schutzschild eigentlich aus?

[McWire]

Ich habe zu diesem Thema noch eine interessante Aussage aus einer Voyager-Folge gefunden:

[Bridge]

KIM: The neutronic gradient's rising. Thirty million terajoules. Forty million.
JANEWAY: Shields?
TUVOK: Holding.
KIM: Sixty million.
TORRES [OC]: Torres to Bridge. The inverse warp field is destabilising. We're losing our anchor.
JANEWAY: Acknowledged. How long before we're clear?
PARIS: At least another five minutes.
KIM: That's about four minutes too long. The gradient's rising fast. Ninety million.
PARIS: Stabilisers are offline.
CHAKOTAY: Thrusters.

Die Schilde der USS Voyager halten also 90 Mio TeraJoule = 90 ExaJoule Neutronstrahlung aus. 90 ExaJoule entsprechen hierbei etwa 21,5 GT TNT.

[Commander Lettenjo]

Kommt drauf an mit welcher Waffenstärke gefeurt wird ob die Lebensform die feuert gut oder schlecht Waffen haben ein normales Schild (VOY...) hält Phasern locker länger stand bei Torpedos wir es risikoreich. (Bei Borgs ist es ganz aus!!) Auser die Schilde die die VOY in den letzten beiden Folgen hat die sind fast unzerstörbar.

[Schlachti]

Kommt drauf an mit welcher Waffenstärke gefeurt wird ob die Lebensform die feuert gut oder schlecht Waffen haben ein normales Schild (VOY...) hält Phasern locker länger stand bei Torpedos wir es risikoreich. (Bei Borgs ist es ganz aus!!) Auser die Schilde die die VOY in den letzten beiden Folgen hat die sind fast unzerstörbar.

Mal ganz ehrlich. Die Schilde der Voyager wurden auch vorher enorm verstärkt und zwar durch Janeways Kaffee.

Aber wenn der Schild 21,5 GT aushält, wie kann es dann sein, dass ein Torpedo ihm mehr als 10% abzieht. Die haben bekanntlich nur 65 MT. Es sei denn, dass die Gamma-Strahlung besonders effektiv gegen Schilde ist. Dann müssten Laser aber auch übelst was wegreißen, da beides nur Photonen sind.

[McWire]

Mal ganz ehrlich. Die Schilde der Voyager wurden auch vorher enorm verstärkt und zwar durch Janeways Kaffee.

Aber wenn der Schild 21,5 GT aushält, wie kann es dann sein, dass ein Torpedo ihm mehr als 10% abzieht. Die haben bekanntlich nur 65 MT. Es sei denn, dass die Gamma-Strahlung besonders effektiv gegen Schilde ist. Dann müssten Laser aber auch übelst was wegreißen, da beides nur Photonen sind.

Die 90 Millionen TeraJoule sind nunmal eine kanonische Zahl.
Und diese Zahl ist nichtmal irgendwie unplausibel oder von einem realwissenschaftlichen Standpunkt unrealistisch.

Eine solche Neutronenwellenfront wie sie der USS Voyager begnet ist, dürfte wohl von einer Explosion eines Neutronenstern herrühren, der z.B. in einem Doppelsternsystem Masse von einem Begleitstern abgesaugt hat und dann explodiert ist.

Der Erwartungswert für Energie während solcher Explosion liegt im Bereich von 10^40 Joule... dagegen sind die ~10^20 Joule, die die USS Voyager ausgesetzt war nur ein kleiner Ausläufer.

Außerdem ist das Raumschiff in einer Folge ("Verwerfliche Experimente") mitten durch ein Doppelpulsar-System geflogen. Dabei musste sie auch Energie von GT TNT überstehen.

Die gewaltigsten Energieausbrüche im Universum liegen im Bereich von 10^50 Watt und ein interstellares Raumschiff muss immer damit rechnen auf Phänomene in der Größenordnung von zumindestens 10^25 Watt zu kommen (der Leuchtkraft eines Sternes.).

Ich behaupte mal ganz frech, auch in anbetracht der TNG-Folgen wo sich die USS Enterprise-D und eines ihrer Shuttles in der Atmosphäre von Sternen versteckt hatten, dass die Schilde realistisch gesehen kurzzeitig Strahlungsleistungen bis 10^25 Watt aushalten müssen.

Den Kontrukteuren von Raumschiffen sind diese Tatsachen ja alle bekannt, es wäre daher unlogisch anzunehmen, dass sie ihre Raumschiffe nicht darauf auslegen würden.

Und wie in dem Thread schon mehrmals gesagt beträgt die Energiekopplung Waffe:Schild nicht 1:1, da ein Subraumfeld, wie es der Schild nunmal ist, ganz andere physikalische Parameter hat als elektromagnetische Strahlung oder Partikelstrahlung aus konventioneller Materie.

[Geordi]

Ich behaupte mal ganz frech, auch in anbetracht der TNG-Folgen wo sich die USS Enterprise-D und eines ihrer Shuttles in der Atmosphäre von Sternen versteckt hatten, dass die Schilde realistisch gesehen kurzzeitig Strahlungsleisten bis 10^25 Watt aushalten müssen.

Wobei man sagen muss, das die Betonung auf kurzzeitig liegt. In der näheren Umgebung eines Sterns oder auch eines Quasars oder Pulsars kann sich ein Schiff nur sehr kurz aufhalten. Ich glaub es war in der Folge "Versuchskaninchen" - "Allegiance", in der die Enterprise in die nähe eines Pulsars? kommt, die Schilde halten im Nahbereich nur wenige Minuten, weshalb das Schiff bald abdrehen muss.
Bei solchen Energiemengen, wie sie Sonnen, Pulsare etc. erzeugen können hat glaube ich keine noch so starke technik eine Chance, da man solche Energiemengen einfach nicht erzeugen kann.

[McWire]

Wobei man sagen muss, das die Betonung auf kurzzeitig liegt. In der näheren Umgebung eines Sterns oder auch eines Quasars oder Pulsars kann sich ein Schiff nur sehr kurz aufhalten. Ich glaub es war in der Folge "Versuchskaninchen" - "Allegiance", in der die Enterprise in die nähe eines Pulsars? kommt, die Schilde halten im Nahbereich nur wenige Minuten, weshalb das Schiff bald abdrehen muss.
Bei solchen Energiemengen, wie sie Sonnen, Pulsare etc. erzeugen können hat glaube ich keine noch so starke technik eine Chance, da man solche Energiemengen einfach nicht erzeugen kann.

Darum hat man ja einen metaphasischen Schild konstruiert, dessen Subraumfrequenzen so eingestellt ist, dass sie die speziellen Strahlungsmaxima von natürlichen Energiequellen abhalten.

Wie im TNG:TM steht, deckt ein normaler Verteidigungsschild nur einen engen Bereich des Energies- und Frequenzpektrum ab, der für Waffensysteme typisch ist, sowie für natürliche Hintergrundstrahlung.
Darum hat er mit Sternen & Co so seine Probleme.

Der metaphasische Schild ist eine Ergänzung (im Fall des Multiphasenschild) oder Modifikation (im Falle des speziellen Programm was LaForge für die USS Enterprise-D geschrieben hat), die die Partikelstrahlung in der Nähe von Sternen abhält und die entsprechenden Maxima im EM-Frequenzspektrum.

[RTW112]

Habe kein anderes Thread dazu jetzt gefunden wo es in der Überschrift um Schilde geht.

Wollte mal wissen warum die Schilde meist soweit um das Schiff ausgedehnt werden? Die werden doch dadurch nur sinnlos schwächer, könnte man das Gitter nicht so bauen das es um das ganze schiff wie eine zweite haut beim aktiven aufgebaut wird so 5cm über der hülle lang? Ohne das so eine Kugel ringsherum entsteht und der Abstand Schilde zu Hülle bei einigen Segmenten dann 50m beträgt.

[Hades]

Die Enterprise hat doch solche Schilde in ST:X.
Ob die Schilde wirklich schwächer werden? Ich bin mir grad nicht sicher. Wobei: bei größerer Oberfläche nimmt die Felddichte vielleicht ab, dass währe möglich. Was letzten endes wichtiger ist, Gesamtoutput oder Energiedichte, müsste mal ein Fachmann klären.

Ich denke das ein ellipsenförmiger Schild leichter zu erzeugen ist als ein enganliegender und das deshalb lange zeit standart war.

[RTW112]

Ach so ja das stimmte in ST10 war so ein Schild bei der Enterprise zusehen.

Ja genau das rum geht es mir das die Schilddichte mit einer Weiterung der Größe abnimmt.

[McWire]

http://www.scifi-forum.de/science-fiction/star-trek-allgemein/st-technik/38493-schutzschilde-tos-filmen.html

http://www.scifi-forum.de/science-fiction/star-trek-allgemein/st-technik/44517-schilde-st-x.html

Zusammengefasst kann man aus diesen Diskussionen und der realen Physik sagen, dass eine Schutzschildblase eine geringere Felddichte als ein enganliegender Schutzschild hat.
Der Vorteil der Blase liegt aber in der größeren Entfernung zur Aussenhülle und damit längeren Wegstrecke in der man das Waffenfeuer zerstreuen kann.

Beide Systeme haben Vor- und Nachteile und eine wirkliche Entwicklung ist nicht erkennbar.
In der Serie kam es so herübert, siehe TNG "Der Überläufer" und TNG "Das Pegasus-Projekt" das man den Schild beliebig ausdehnen oder verkleinern kann, ohne dessen Funktion zu verändern.

Im Endeffekt lag es an Lust und Laune der FX/CGI-Ersteller, ob eine Schildblase oder ein enganliegender Schild benutzt wurde.
Ich meine, in ST VIII hätte es wohl weniger spektakulär ausgesehen, wenn das Borgenergiestrahl die Hülle der Ent-E getroffen hätte als in der Schildblase zu verschwinden. Umgekehrt sähe eine Schildblase in dem Gefecht aus ST X wohl bissl komisch und die Einschläge wären weniger bedrohlich.

[McWire]

Ich habe noch ein interessantes Zitat aus TNG gefunden:

[Engineering]

LAFORGE: Torpedoes now entering the stellar core.
TIMICIN: Their shields are holding. Guidance systems normal.
LAFORGE: Ignition sequence, six seconds

Also die modifizierten Schilde dieser Torpedos hat ausgereicht, dass diese zum Kern eines Sterns(!) vordringen konnten.

Damit muss der Schild mindestens eine Strahlungsleistung von 10^25 Watt aushalten.

[Hades]

Mir hat die Folge nicht sher zugesagt, wenn man danach geht hätte die Föd ja einen Sternkiller zur Verfügung wenn sie die Daten auswertet was zur Explosion geführt hat.

Was mir im zusammenhang auffällt: Wie siehts mit den BoP's im klingonischen Bürgerkrieg aus, die sind bis knapp über die Sonnenoberfläche ran. Was mussten die wohl wegstecken?

[McWire]

Mir hat die Folge nicht sher zugesagt, wenn man danach geht hätte die Föd ja einen Sternkiller zur Verfügung wenn sie die Daten auswertet was zur Explosion geführt hat.

Was mir im zusammenhang auffällt: Wie siehts mit den BoP's im klingonischen Bürgerkrieg aus, die sind bis knapp über die Sonnenoberfläche ran. Was mussten die wohl wegstecken?

Da ein Stern eine ziemlich große Oberfläche hat und sich die Leuchtkraft von 10^24-10^27 Watt somit verteilt, ist es nicht allzu viel im Vergleich zu Richtenergiewaffen wie Phaser.

Die Sonne ist bspw eine Kugel mit einem Radius von 750.000 km, hat also eine Oberfläche von 7,1 Billionen km².

Damit kommt man im Falle der Sonne (4*10^26 Watt) auf eine Flächenstrahlung von 5,7*10^13 Watt/km².

Im Falle der Ereignisse aus TNG "Kampf um das klingonische Reich", "Besuch von der alten Enterprise", "Verdächtigungen" und "Angriff der Borg" wo jeweils ein BOP, ein Shuttle und zweimal die USS Enterprise in der Korona eines Sterns oder dessen Nähe war, welche alle keinen km² ausmachen, liegt die Schildbelastung bei etwa 10-50 Terawatt.

Die Torpedos im Falle von TNG "Die Auflösung" waren jedoch innerhalb des Sterns, wodurch sie nicht nur eine höhere Strahlenbelastung hatten (da ja die Strahlungsfläche kleiner ist) sondern sie mussten auch Temperaturen von Millionen °C und dem entsprechenden Materiedruck aushalten.

Da reden wir also gleichmal von dem Millionenfachen... also mindestens bis zu 10^20 Watt.
Im Kern selbst sogar bis zu 10^25 Watt.

PS: Die Föderation hat genau wie das Dominion auch Zugriff auf Trilithiumbomben, wodurch sie sowieso einen Stern beeinflussen kann.
Die Methode aus TNG war natürlich um einiges technisch einfacher.

[irony]

Da ein Stern eine ziemlich große Oberfläche hat und sich die Leuchtkraft von 10^24-10^27 Watt somit verteilt, ist es nicht allzu viel im Vergleich zu Richtenergiewaffen wie Phaser. Die Sonne ist bspw eine Kugel mit einem Radius von 750.000 km, hat also eine Oberfläche von 7,1 Billionen km².
Damit kommt man im Falle der Sonne (4*10^26 Watt) auf eine Flächenstrahlung von 5,7*10^13 Watt/km²..

Das ist aber nur das Licht (Photonen). Wie sieht es mit dem Sonnenwind (Protonen, Elektronen, Alphateilchen) aus ?

Ich hätte auch eine Frage: Was hält die NX-01 aus ? Die hat ja keine richtigen Schilde, da wird nur die Hülle polarisiert. Wie soll man sich das vorstellen ?

[Psycho hd]

Mir hat die Folge nicht sher zugesagt, wenn man danach geht hätte die Föd ja einen Sternkiller zur Verfügung wenn sie die Daten auswertet was zur Explosion geführt hat.

Die Methode aus TNG war natürlich um einiges technisch einfacher.

In der Episode testet man die Torpedos aber nicht an einer "normalen" Sonne, sondern an einer Sterbenden, wenn ich mich recht entsinne. Ich nehme also an, dass die Methode bei stabilen Sternen nicht funktioniert, oder irre ich mich da?