Superlaser des DS

Nature du superlaser

La nature exacte de l'arme principale des Death Stars est indéterminée. Elle génère certainement une grande quantité de lumière monochromatique, mais il n'est pas certain que le rayon du superlaser soit vraiment un laser ou de la lumière dans un sens ordinaire. Il semble probable que la lumière visible soit purement un sous-produit d'une véritable émission mortelle, quels que puissent être les fondements de la physique se rapportant à cette énergie. L'arme primaire de la DS a également été nommée "générateur de rayon protonique planétaire"(planetary proton beam generator). Il est tout simplement aussi difficile de considérer cette émission comme étant un rayon protonique que comme étant un laser. Les lasers et les rayons protoniques sont des phénomènes physiques très différents dans tout les cas. La véritable nature du "superlaser" reste une pièce indescriptible de la superphysique, et seuls ses effets secondaires ont été nommés jusqu'ici.

Une observation attentive du processus de mise à feu peut rapporter des indications à propos des fondements physiques du mécanisme :

Quand les huits rayons initiaux se rencontrent au point de focalisation de l'arme, ils ne se traversent pas l'un l'autre comme un véritable rayon de lumière le ferait. Au lieu de cela, ils s'arrêtent et l'énergie se concentre au point de croisement jusqu'à ce que le rayon final soit spontanément créé. Quelle que soit la force impliquée dans le "superlaser", elle ne peut pas être un pur mécanisme électromagnétique parce que la superposition non-perturbatrice des rayons est exclue par le comportement du point de focalisation. D'après la durée de l'attaque contre Alderaan, le rayon se propage rapidement, presque certainement à la vitesse de la lumière ou presque.

Durant le processus d'allumage, les rayons des impulsions brillantes qui se déplacent visiblement à des vitesses subluminiques. Cela ne contredit pas la rapidité de la vitesse de propagation du rayon ; les impulsions sont des perturbations à faible vitesse du rayon. Il s'agit d'une sorte de phénomène de vague, un comportement collectif montré par les entités fondamentales composant le rayon. La lente propagation de ces impulsions indique une implication de quelque chose d'autre que des vagues électromagnétiques ou gravitationelles, qui voyagent à exactement la vitesse de la lumière.

Les rayons initiateurs vus brièvement dans les puits d'énergie, profondément à l'intérieur de la station montre des caractéristiques qui sont invisibles ou absentes des rayons externes. L'espacement des impulsions visibles semble inférieur : des douzaines de mètres plutôt que des douzaines de kilomètres entre les impulsions des huits rayons externes. Peut-être qu'il y a un spectre d'impulsions, dont les plus importantes sont moins communes et par conséquent plus largement espacées? Il y a peut-être une relation de dispersion, avec des perturbations de différentes longueurs d'ondes ayant chacune des vitesses différentes. Les rayons du superlaser dans les puits apparaît comme étant entourré par un ensemble cylindre d'anneaux. Le rôle de ces anneaux est mystérieux, mais ils émergent après que le premier rayon soit apparu et avant les premières impulsions. Ils sont peut-être liés au champ de force séparant le rayon de l'atmosphère où se trouvent les hommes d'équipage. La taille apparente des impulsions éclatantes ne semble jamais excéder l'envergure des anneaux.

Les rayons à l'intérieur des puits font moins de quelques mètres d'épaisseur, alors que les rayons à l'extérieur de la station semblent faire au moins quelques centaines de mètres d'épaisseur. Les rayons externes peuvent résulter de l'union de nombreux rayons plus petits qui existent seulement à l'intérieur de la DS. Des centaines de rayons faisant quelques mètres pourraient créer chacun un rayon de quelques centaines de mètres d'épaisseur. Comme alternative, tout les rayons du superlaser pourraient en réalité être microscopiques, subatomiques ou même subnucléaires en épaisseur. La variation de l'épaisseur apparente pourrait être dûe aux différences d'intensité et d'éclat, et le comportement de la rétine de l'observateur. Un rayon plus puissant pourrait avoir la même épaisseur mais serait plus éblouissant et par conséquent semblerait plus épais.

La considération la plus basique pointant en direction d'une quelconque sorte de superphysique est le découpement de l'ampleur du rendement énergétique de l'appareil. L'ampleur minimale nécessaire pour le tir qui a anéanti Alderaan (calculé plus bas) est grossièrement dix mille fois ce qui serait libéré si la masse entière des mécanismes de la station était annihilée par une quantité équivalente d'antimatière. Déjà la première DS était capable de générer un tir de cette importance une fois par jour. La source d'énergie doit être beaucoup plus dense que la matière ordinaire ou l'anti-matière ; impliquant probablement des formes compactes de matière et d'énergie comme des trous noirs miniatures. Cela pourrait impliquer la superphysique ou même quelque chose de plus exotique encore. La masse de la station à vide doit être substantiellement moins que ses sources d'énergie compactes. Les systèmes énergétiques de la DS et de son arme principale se basent clairement sur la superphysique et la superingénieurie, nettement plus avancé qu'une simple fission, fusion ou une annihilation matière/anti-matière.

La technologie de l'Empire Galactique est capable de manipuler des phénomènes aussi bizarres que l'hyperespace, qui sont déjà nettement hors de portée des possibilités de la physique actuelle que nous pouvons seulement mesurer leurs conséquences et leurs propriétés de base sans espérer deviner les détails fondamentaux. Le superlaser est une technologie encore plus avancée que ce qui est commun dans l'univers de STAR WARS. Il semble par conséquent raisonnable que les ingénieurs qui ont créé la DS utilisaient des champs énergétiques et des formes condensées de matière qui sont nettement plus avancée que ce que nous rencontrons habituellement. Les questions concernant le fonctionnement du superlaser peuvent être sans réponses, mais nous pouvons déterminer des limites utiles concernant les possibilités de cette technologie.

Les considérations et observations présentées ci-dessus mènent aux conclusions suivantes. Le superlaser nécessite une source d'énergie dont le combustible est plus dense que la matière ou l'anti-matière ordinaire, ou alors il nécessite une base physique ou une source d'énergie qui est au-delà de l'énergie d'annihilation de masse. La lumière visible du superlaser est probablement un sous-produit mineur d'un quelconque mécanisme qui est réellement fondamental pour le rayon. Il se propage en lignes droites comme des rayons de lumière cohérente, du moins sous certaines circonstances et sur des distances allant de quelques mètres à des dizaines de kilomètres. Il se déplace donc à la vitesse de la lumière ou presque. D'un autre côté, les forces physiques fondamentales du superlaser ont des aspects nettement non-linéaires. Il n'obéit pas aux règles de la superposition et peut devenir instable à l'apparition d'un phénomène de vague secondaire. Les rayons peuvent spontanément se confiner ou s'augmenter l'un l'autre selon la densité de l'énergie ou d'autres paramètres.

Portée du superlaser

Selon le STAR WARS Technical Journal of the Imperial Forces la portée effective du superlaser est de 47'060'000km. C'est la seule référence qui fait une déclaration explicite à propos de la portée maximale de l'arme, et il y a peu de raisons pour ne pas croire cette valeur. Cette portée est un peu moins du tiers de la distance entre la Terre et le Soleil.

Quand la DS I tire sur Alderaan, elle était à portée du champ gravifique, ce qui correspond à approximativement six diamètres de planète. Cela correspond à une distance d'au moins 75'000km. Par conséquent nous savons que la portée maximum est plus importante que cette distance. Nous ne savons pas si il était nécessaire pour la DS I d'aller aussi près de la cible, mais cette portée est suffisante. Il reste possible que la planète puisse être détruite depuis une beaucoup plus grande distance et que le lieu et le moment du tir aient été décidés par le Grand Moff Tarkin. Cela pourrait simplement signifier que le gouverneur a choisi cette distance de manière à avoir une bonne vue sur l'explosion.

Par un raisonnement similaire, la tentative de tir sur la quatrième lune de Yavin établit une limite inférieure pour la portée de l'arme. En jugeant à partir de la taille de la planète gazeuse fixée dans le Galaxy Guide 2, et de la configuration des corps célestes montrés sur l'affichage tactique dans la salle de contrôle rebelle, la DS était capable de tirer à partir d'une distance de l'ordre d'une ou deux centaines de kilomètres.

Puissance du superlaser

L'accomplissement de la destruction d'une planète du même type que la Terre place une limite inférieure à la puissance de destruction de la Death Star. L'énergie gravitationelle de fixation d'un corps planétaire est la quantité minimale d'énergie requise pour éjecter tout les matériaux avec une force suffisante pour qu'ils ne soient plus attirés l'un par l'autre. Pour un objet d'une masse donnée, l'énergie gravitationelle de fixation augmente quand une plus grande fraction de la masse est concentrée près du centre. La densité d'une planète tend à s'accroître en fonction de l'éloignement par rapport à la surface, parce que le poids des matériaux superposés provoque l'augmentation de la pression en fonction de la profondeur, et les matériaux les plus lourds tendent à couler en direction du noyau quand une planète se forme.

Alderaan est probablement une planète habitable normale, avec la même dimension et composition que la Terre. Une approximation pour son énergie gravitationelle peut être obtenue selon la densité de la Terre ou de Venus. Une approximation pour cette énergie, avec une composition de type terrien et une masse de 5,9x10^24kg, est 2,4 x 10^32 Joules

Il faut noter qu'il s'agit simplement de l'énergie minimale requise pour détruire une planète comme la Terre. La puissance maximale de la Death Star est beaucoup plus importante.

La durée du tir de superlaser sur Alderaan était de 0,21s (bien qu'il ait fallu un peu plus d'une seconde pour créer l'énergie avant que le rayon ne soit créé). Par conséquent la puissance de ce tir qui devait excéder la capacité de dissipation d'énergie de n'importe quel bouclier planétaire, est au moins de l'ordre de 10^32 Watts.

Dans A New Hope, la DS était capable de générer au moins cette quantité d'énergie et de la recréer durant les quelques jours qui ont passés entre la destruction d'Alderaan et la bataille de Yavin. Selon le Death Star Technical Companion, la DS était capable de générer suffisamment d'énergie pour détruire une planète en un seul jour. Donc le réacteur principal était capable de générer de l'énergie au-delà des besoins habituels de la station à un débit d'au moins 2x10^27 Watts.

Cette puissance est approximativement cinq fois le rendement continu du Soleil. Cela dépasse nettement les sources d'énergie artificielles connues.

Il faut se rappeler qu'il s'agit seulement d'un minimum pour la puissance du superlaser et le rendement du réacteur principal. C'est la quantité d'énergie qui est requise pour projeter les constituants d'une planète de type terrestre à approximativement la vitesse d'évasion, qui est à la surface à peu près 12km/s. Donc toute explosion provoquée par l'énergie de seuil mettrait des heures à se déployer. L'explosion d'Alderaan a mis moins d'une seconde à apparaître, impliquant des vitesses de au moins plusieurs milliers de kilomètres par seconde. L'énergie réelle développée par le superlaser doit donc être nettement supérieure au minimum calculé.

En faisant des mesures de durée, image par image, sur le nuage de débris, (sachant qu'il y a 24 images par seconde) les vitesses des débris indentifiables peuvent être déterminées. Les parties les plus éloignées du nuage s'éloignent à la vitesse de 1,8x10^7m/s. Cela représente 6% de la vitesse de la lumière (qui est de 300'000km/s) et 1.600 fois la vitesse d'évasion. Sachant que ce sont les débris qui s'éloignent le plus rapidement, ils peuvent être utilisés pour déterminer une limite supérieure pour l'énergie totale du tir. L'énergie du tir sur Alderaan faisait moins de 2,6x10^6 fois le seuil; en d'autre termes : 3,4x10^38 Joules. L'énergie totale réelle était une fraction cette limite supérieure, dépendant de la manière dont l'énergie du tir a été répandue parmi les particules.

Cette énergie correspond à l'annihilation d'une masse de 3,8x10^21kg. Il n'a pas encore été établi si les technologies servant à la production d'énergie dans SW sont basées sur des technologies d'annihilation (comme la fission ou fusion nucléaire, ou l'annihilation d'antimatière) mais il a été suggéré que les besoins énergétiques pour la destruction d'Alderaan pourraient être diminués si la substance de la planète contribuait d'une manière ou d'une autre à l'explosion. Cependant il est difficile de soutenir que cela puisse faire une grande différence en pratique. Si la source d'énergie était l'annihilation d'antimatière alors la moitié de l'énergie du tir aurait pu venir de la matière de la planète, mais dans ce cas la DS nécessite quand même énormément de puissance pour créer une telle quantité d'antimatière. Si nous supposons que le tir impliquait une réaction thermonucléaire fugitive (en négligeant les données concernant les densités et températures requises des réactifs) alors Alderaan ne contient pas assez de combustible nucléaire. Si elle était entièrement composée d'hydrogène gazeux (ce qui est irréaliste pour une planète de type terrestre) alors la quantité nécessaire de réactifs serait comparable à la masse planétaire. Cependant, pour une planète réaliste faite de fer et de silicates, qui sont des combustibles nucléaires beaucoup moins efficaces, la masse théoriquement requise de réactifs serait d'une ampleur plus grande que la masse totale d'Alderaan. Même si ce n'était pas le cas, il peut être soutenu que la violence et la rapidité de l'explosion observée signifie que les réactions ont eu lieu seulement dans le fin volume cylindrique de matière planétaire se trouvant sur le trajet du "superlaser". Même s'il existait une manière de rationaliser ou de réduire les besoins en énergie pour la destruction d'Alderaan en faisant appel à d'autres réactions, les boucliers de la DS étaient capables de supporter une quantité comparable d'énergie étant donné que la station est restée dans la zone d'explosion sans être endommagée. La conclusion que la Death Star possédait des systèmes de puissance de l'ordre de 10^38 Joules semble inévitable.

Il est intéressant de comparer l'énegie de la destruction d'Alderaan avec les besoins requis pour la destruction d'une géante gazeuse comme Yavin. L'ampleur du tir sur Alderran est quelques dizaines de milliers de fois ce qui est nécessaire pour perturber une planète de type terrestre. Par coïncidence, l'énergie gravitationelle de fixation de Yavin se révèle être grossièrement dix mille fois celle d'Alderaan (nous acceptons les propriétés décrites dans Galaxy Guide 2 : la masse est 323,7 fois le standard (le standard étant la masse d'une planète habitable); diamètre équatorial de 192'.478km; la gravité au sommet des nuages est 2,74 le standard galactique) Par conséquent, la DS aurait pu la détruire. Cependant la destruction est proche du seuil et l'explosion aurait pu être très lente. La planète aurait pris de nombreuses heures pour se désintégrer entièrement. Ce spectacle aurait probablement été une nuisance pour le déplacement de la station, même si elle avait été capable de recharger le superlaser avant que les terroristes rebelles n'évacuent. Peut-être que ces considérations, en plus de la fierté et de la suffisance de Tarkin, ont influencées la décision d'approcher de la base rebelle en orbitant autour de la planète plutôt que de la détruire.

Mécanisme de mise à feu

L'"oeil" de chaque Death Star était un bassin parabolique. Durant les premiers moments de la mise à feu, plusieurs rayons verts brillants apparaissent entre des points situés à l'extérieur de l'oeil et convergent vers le point de focalisation. Une fraction de seconde plus tard, un rayon plus épais ou plus brillant apparait, allant du point de focalisation vers la cible. Dans le cas de la première DS, le rayon semblait émerger directement du point de focalisation, et pas du centre de la parabole. Quand la DS II a tiré, le rayon semblait émerger d'un point sombre situé au centre de la parabole, passant par le point de focalisation.

La différence visible dans le mécanisme de mise à feu pourrait être liée à l'amélioration de la performance de l'arme par rapport à la première station. La DS II était capable de tirer avec une beaucoup plus grande précision, elle était capable de détruire des cibles aussi petites et mobiles que des vaisseaux capitaux, exploit beaucoup plus impressionnant que de toucher d'immenses corps célestes stationnaires. Elle était également capable de tirer de petites rafales à quelques minutes d'intervalle, ainsi que d'épargner suffisamment d'énergie pour détruire la lune d'Endor. La première DS avait besoin d'un jour pour se recharger.

Le scénario de mise à feu vu à la bataille d'Endor pourrait permettre aux artilleurs de faire varier la position du point de focalisation en dehors de sa véritable position géométrique. La DS II était facilement capable d'ajuster la direction du rayon pour chaque tir particulier, permettant une plus grande précision de tir et un arc de tir plus large. La DS II était connue pour pouvoir tirer dans des directions qui était clairement éloignées de l'axe principal de la coupole. Le point où les rayons initiaux se rencontrent semble être dans le plan de focalisation géométrique de la parabole, mais pas nécessairement le point de focalisation central. Si l'arc de tir de la seconde station était moins restrictif que celui de la première, alors il est tentant de comparer les différences dans le procéssus de mise à feu. Le fait que son arc de tir soit vraiment moins restrictif n'a pas encore été déterminé.

Nous avons moins de preuves concernant la capacité de la DS I à tirer sur des cibles excentrées, mais des preuves indirectes suggèrent qu'elle pourrait être comparable à celle de la deuxième station. L'affichage tactique de la salle de contrôle rebelle sur Yavin IV montre une surface devant la station, qui semble représenter un arc de tir d'environ 45°.

Le tir de la DS sur Alderaan avait plusieurs détails intéressants. Premièrement, les huits rayons initiaux n'émergent pas de la coupole au même moment. Une zone radiale entre le centre de la coupole et l'origine de chaque rayon est illuminée par la même couleur que le rayon lui-même. Cela pourrait être de la lumière réfléchie, ou une excitation qui fait partie de la création du rayon final. Au départ, seuls les quatre premiers rayons apparaissent (par exemple les rayons impairs). En outre, ces rayons n'apparaissent pas exactement simultanément. Les rayons intermédiaires, apparaissant plus tard, ne le font pas simultanément non plus. Les huit rayons se rencontrent tous au point de focalisation de la parabole, mais rien ne sort immédiatement de ce point. Le rayon principal du superlaser émerge du point de convergence seulement après une grande fraction de seconde. Les rayons initiaux et le rayon final ont tous montrés un comportement non-statique et une épaisseur variable : l'intensité de la lumière montait et descendait alors que des impulsions semi-périodiques voyagaient le long du rayon. Le "bout" du rayon principal semble avoir une forme de bulbe avec une intensité augmentée.

Le Darksabre possédait un système de tir simplifié et un système énergétique amélioré. Au lieu de former le rayon principal à partir de huit rayons séparés dans une coupole de focalisation, un seul superlaser était émis suivant l'axe central du vaisseau cylindrique. Bien que cela contribuait à l'amélioration de l'efficacité et de la puissance de chaque tir, il doit y avoir eu une réduction dramatique de la capacité de visée. Le Darksabre pouvait seulement tirer dans la direction vers laquelle le vaisseau était dirigé ; sans la versatilité des rayons initiaux il ne pouvait pas avoir un arc de tir aussi large que les deux Death Stars.