Phaser

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Dieser Artikel ist der Artikel des Monats Dezember 2012. Er wurde von den Rollenspielern gemeinschaftlich ausgewählt und prämiert. Dennoch bist Du natürlich eingeladen, auch diesen Artikel weiter zu verbessern.


Seit Mitte des 22. Jahrhundert stellen Phaser, ursprünglich als Phasenwaffen bezeichnet, das primäre Verteidigungssystem von Raumschiffen der Sternenflotte bei Sublichtgeschwindigkeiten dar. Dabei handelt es sich um ein äußerst effizientes Richtenergiegerät, das sich aufgrund der möglichen Maximierung des schiffseigenen Energiebudgets als ideales, hochflexibles Waffensystem etabliert hat, da bereits die Aufwendig geringer Energiemengen eine ausgesprochen große Wirkung auf feste Stoffe und Deflektorschilde aufzeigt.




Technische Grundlagen

Bei dem Begriff des Phasers handelt es sich um ein Akronym für Phasen-Energie-Rektifizierung, wobei gespeicherte Energie bei der Zuführung in das Phasersystem in Phaserenergie umgewandelt und zum Ausstoß auf ein Ziel ausgerichtet wird, ohne dass zwischenzeitlich weitere Transformationen erfolgen.
Die Erzeugung von Phaserenergie erfolgt über den sogenannten Rapiden-Nadion-Effekt (RNE), auch Schneller-Nadion-Effekt (SNE) genannt. Die Energie eines Trägermediums, z.B. hochenergetisches Plasma oder eine Sarium-Krellid-Energiezelle, wird entzogen, einer EM-Spektralverschiebung unterzogen und auf schnelle Nadionpartikel übertragen. Bei schnellen Nadionen handelt es sich um kurzlebige subatomare Partikel, die starke nukleare Kräfte innerhalb einer speziellen, supraleitfähigen Kristallart, dem fushigi-no-umi (zu Deutsch "Meer von Wundern"), freisetzen und transferieren. Dieser Prozess wird als RNE bezeichnet. Die dabei erzeugten Nuklearen Auflösungskräfte (NAK) sind entscheidend für die Wirkung eines dem RNE unterzogenen Nadionpartikelstrahls, der vom Zeitpunkt seiner Emission an als Phaserstrahl bezeichnet wird.
Phasersysteme können lediglich im Sublichtflug oder innerhalb eines Warpfeldes eingesetzt werden. Grund dafür ist zum einen, dass sich ein Phaserstrahl nur mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen kann und zum anderen, dass ein Kontakt zwischen Strahl und Warpfeld dieses in den meisten Fällen kollabieren lässt.


Aufbau und Funktion eines Phasermitters

Schiffsgestützte Phaseremitter

Hochenergetisches Plasma wird über einen internen EPS-Flussregulator, welcher als Steuerelement des eingehenden Plasmaflusses für die letztendliche Phaserenergiestärke verantwortlich ist, in den Plasmaversorgungsverteiler (PVV) geleitet, einem computergesteuerten Ventilkomplex, der das Plasma über redundante Leitungen in die Vorbrennkammern führt. Die Anzahl der Vorbrennkammern ist abhängig vom Phaseremittertyp.
Innerhalb der Vorbrennkammern wird dem zugeführten Plasma die Energie entzogen und einer EM-Spektralverschiebung unterzogen. Anschließend wird die Energie durch klappbare, dem RNE impulsgebende Ladungsbarrieren zwischen 0,05 und 1,3 Nanosekunden gestoppt und zum Ausstoß an den Phaseremitterkristall weitergegeben.
Der Phaseremitterkristall vollzieht den Rapiden-Nadion-Effekt und stellt somit die letzte Station vor dem Ausstoß des Phaserstrahls dar. Lediglich die äußeren Ladungsbarrieren halten die Phaserenergie bis zur endgültigen Emission zurück.

Handphaseremitter

Der Phaseremitter eines Handphasers basiert auf demselben Prinzip wie die schiffsgestützte Variante, davon abgesehen, dass er kein hochenergetisches Plasma als Trägermedium nutzt, sondern eine Sarium-Krellid-Energiezelle, die direkt mit den Vorbrennkammern verbunden ist. Der weitere Prozess entspricht dem der schiffsgestützten Phaseremitter.


Aufbau und Funktion einer Phaseremittergruppe

Schiffsgestützte Phaserbank

Moderne Phaserbank
Phaserbänke stellen die direkten Vorläufer der modernen Phaserphalanxen dar. Es gibt sie in einer Einzel- und Zwillingskonfiguration. Im Grunde handelt es sich hierbei um ausgesprochen große Phaseremittersegmente, die tief in die Hülle eines Raumschiffes hineinreichen und somit einen hohen Platzbedarf vorzuweisen haben. Strahlleistung und Feuerabfolge sind dabei lediglich vom EPS-Flussregulator abhängig.
Um eine ausreichende Strahlleistung zu erzielen verfügen diese Emittersegmente im Gegensatz zu ihren modernen Nachfahren über mehrere Phaseremitterkristalle, was dieses System anfällig für Überhitzungen macht. Bis ins frühe 24. Jahrhundert hinein mussten Phaserstrahlen daher gepulst abgegeben werden, moderne Kühlelemente erlauben allerdings den Einsatz kontinuierlicher Strahlen, wenn gleich die Feuerabfolge geringfügig darunter leidet.
Die erste Raumschiffklasse der Sternenflotte, die mit Phaserbänken ausgestattet wurde, war die in den 2270ern generalüberholte Constitution-Klasse. Bei dem ersten Phaseremittertyp, der für den Einsatz in einer Bank vorgesehen war, handelt es sich um den Typ-VII.
Eingesetzte Phaseremittertypen: Typ-VII, Typ-VIII, Typ-VIII+


Schiffsgestützte Phaserphalanx

Moderne Phaserphalanx
Phaserphalanxen stellen einen Zusammenschluss mehrerer Phaseremittersegmente in enger, linearer Anordnung dar. Sie ermöglichen eine optimale Kontrolle von Feuerabfolge, thermischen Effekten, Feld-Haloeffekten und Zielaufschlag. Die erzeugte Phaserenergie der einzelnen Emittersegmente verläuft gerichtet über angrenzende Segmente hinweg zur Emissionsstelle, wo sie konvergiert und bis dahin von den äußeren Ladungsklappen gehalten als Strahl abgegeben wird, der sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt.
Neben dem EPS-Flussregulator entscheidet die Anzahl der eingesetzten Emittersegmente über den gesamten Energieausstoß der Phaserphalanx. Je mehr Emittersegmente eingesetzt werden, desto stärker der Phaserstrahl, wenn gleich auch die benötigte Zeit zum Aufladen der Phalanx proportional zur steigenden Emitteranzahl zunimmt. Dies erlaubt einem Raumschiff im Gefechtsfall in den Punkten Strahlstärke und Feuerabfolge maximale Flexibilität beim Einsatz seiner Primärwaffen.
Die erste Raumschiffklasse der Sternenflotte, die mit Phaserphalanxen ausgestattet wurde, war die 2325 in Dienst gestellte Ambassador-Klasse. Bei dem ersten Phaseremittertyp, der für den Einsatz in einer Phalanx vorgesehen war, handelt es sich um den Typ-IX.
Eingesetzte Phaseremittertypen: Typ-IX, Typ-X, Typ-XII


Schiffsgestützte Impulsphaserkanonen

Querschnitt einer Impulsphaserkanone
Impulsphaserkanonen funktioniert ähnlich wie konventionelle Phaseremitter, stoßen allerdings anstelle eines kontinuierlichen Strahls einzelne Phaserimpulse aus. Diese Waffe basiert auf der Entwicklung neuer Emitterkristalle, die in Kombination mit schnell entladenden EPS-Speicherbänken, Magnetfeldgeneratoren und verbesserten Strahlfokussierspulen dazu in der Lage sind, Phaserentladungen für bis zu 2,3 Nanosekunden in einem Magnetfeld zu lagern, sodass sie kumulieren und höhere Energieniveaus erreichen können. Das Feld wird anschließend umgeleitet und die Phaserenergie in Richtung des Ziels gelenkt. Dieser Prozess wird durch mehrere Magnetfeldgeneratoren schnell wiederholt, wodurch ein stetiger Strom von Phaserimpulsen erzeugt wird. Obwohl die Reichweite dieser Waffe aufgrund der schnellen Zerstreuung deutlich geringer ist als die eines Standardphaseremitters, besitzt der Impulsphaser auf kurze Distanz ein deutlich höheres Schadenspotential.
Die erste Raumschiffklasse der Sternenflotte, die mit Impulsphaserkanonen ausgestattet wurde, war die 2370 in Dienst gestellte Defiant-Klasse.


Neuentwicklungen der 2380er

Schiffsgestützte Below-Surface-Phaserphalanx

Durch technische Neuerungen im Bereich der Feld-Haloeffektkontrolle wurde es möglich, Phaserphalanxen unterhalb der Schiffshülle zu installieren, ohne dabei die Stabilität der Schiffshülle oder eine Überhitzung der Phaseremitter zu riskieren. Eine spezielle Abschirmung führt die freiwerdende Energie des Feld-Halos zum Deflektorschildgitter, von wo aus sie abgegeben werden kann, ohne dabei die Leistung der betroffenen Schiffssysteme einzuschränken. Einzig die Feuerabfolge leidet unter diesem Verfahren, da eine gewisse Zeit benötigt wird, um die gesamte freigewordene Energie des Feld-Halos abzuführen, ohne dabei die Abschirmung, die Phaseremitter oder das Deflektorschildgitter zu gefährden.
Der Ausstoß erfolgt anschließend über freiliegende Phaseremitter in Form von Phaserbänken. Der große Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Phaserphalanxen zusätzlich durch die Schiffshülle geschützt werden. Dadurch wird allerdings zusätzlich der Feuerradius eingeschränkt, weshalb mehrere Phaserbänke pro Phalanx eingesetzt werden müssen, was einem feindlichen Schiff zusätzliche Angriffsfläche auf das Phasersystem gibt.
Im Vordergrund stehen neben den bereits genannten Nachteilen auch der erhöhte Platzbedarf, der an ein Raumschiff gestellt wird, da die gesamte Phaseremittergruppe unterhalb der Hülle eingebaut werden muss. Daher wird erwartet, dass sich diese Below-Surface-Phaserphalanxen, kurz BS-Phaserphalanxen, nicht durchsetzen werden. Favorisiert wird ihr Einsatz bei nachgerüsteten Raumschiffen, die noch mit Phaserbänken ausgestattet sind, um die Veränderungen an der Hüllenstruktur möglichst gering zu halten und sofern es weitere einschränkende Faktoren gibt, die einen Einsatz anderer Phaserphalanxtypen, wie sie in Zukunft eingesetzt werden sollen, verhindern.
Eingesetzte Phaseremittertypen: Typ-XII-BS


Zukünftige Entwicklungen

Schiffsgestützte Typ-XIII Phaseremitter

Die nächste Generation an schiffsgestützten Phaseremittern vom Typ-XIII bringt signifikante Leistungssteigerungen durch die Implementierung neuer technologischer Errungenschaften mit. Eine Kombination der Typ-XII Phaseremitter mit dem aus den Impulsphaserkanonen bekannten magnetischen Stauverfahren, in dessen Rahmen die Phaserentladung vor dem Ausstoß für bis zu 2,3 Nanosekunden in einem Magnetfeld gelagert wird, erhöht die Leistung eines Phaseremitters drastisch, ohne auf die Flexibilität eines kontinuierlichen Strahls verzichten zu müssen. Die theoretische Leistung eines solchen Emitters wird auf mindestens 10MW geschätzt.
Desweiteren sind die Typ-XIII Phaseremitter speziell dafür ausgelegt, in Multilayer-Phaserphalanxen eingesetzt zu werden.


Schiffsgestützte Multilayer-Phaserphalanx

Wenn gleich sich Standardphaserphalanxen als eine ausgesprochen effektive Erweiterung des Phaserbanksystems herausgestellt haben, bleibt ein gravierender Nachteil: Die Abhängigkeit von der eingesetzten, emissionsfähigen Emitteranzahl und somit der Phalanxlänge. Da zukünftige Schiffskonzepte immer weniger Fläche für die Unterbringung großer Phaserphalanxen haben, ist es notwendig, diesen Nachteil zu entschärfen, ohne dabei auf die Vorteile verzichten zu müssen.
Basierend auf den technischen Neuerungen der BS-Phaserphalanxen werden sogenannte Multilayer-Phaserphalanxen möglich. Dabei werden unterhalb der Außenhülle parallel zur bereits existenten, emissionsfähigen Phaseremittergruppe, der sogenannten Primäremittergruppe, bis zu zwei zusätzliche Phaseremittergruppen installiert, die an die Primäremittergruppe gekoppelt sind und ihre Energie auf sie übertragen.
Die Energie der sekundären Feld-Halos wird dabei von der Abschirmung auf die Primäremittergruppe übertragen und durch neuartige Kühlelemente unterstützt, weshalb keine Einschränkungen der Feuerabfolge zustande kommen.
Der erste Emittertyp, der für diesen Zweck geeignet sein sollte, ist der Typ-XII Phaseremitter. Speziell für dieses System vorgesehen wird der Typ-XIII Phaser sein.
Eingesetzte Phaseremittertypen: Typ-XII-ML, Typ-XIII-ML