Scudi deflettori

Il sistema degli scudi deflettori tattici è il principale sistema difensivo delle navi stellari. Consiste in una serie di potenti scudi deflettori che proteggono la nave ed il suo equipaggio da pericoli naturali ed artificiali.

Come accade per molti dispositivi a campo di forza, il sistema degli scudi deflettori crea una zona localizzata di distorsione spaziale altamente concentrata all'interno della quale viene mantenuto un campo energetico di gravitoni. Il campo del deflettore stesso viene emesso e modellato da una serie di griglie di trasmissione installate sull'esterno della nave stellare: il risultato è un campo che segue la forma della nave stessa. Questo campo è altamente resistente all'impatto dovuto ad incursione meccanica di oggetti di dimensioni variabili, dalle particelle subatomiche a velocità relativistiche a corpi celesti più grandi a minore velocità. Quando avviene una tale intrusione, l'energia di campo viene concentrata sul punto dell'impatto, creando una distorsione spaziale intensa e localizzata.

Ad un osservatore a bordo della nave, sembrerà che l'oggetto sia "rimbalzato" sullo scudo. Un osservatore di dimensioni zero che si trovasse sull'oggetto avrebbe invece l'impressione che la sua traiettoria non sia affatto cambiata, ma che sia stata la posizione della nave a mutare improvvisamente. E' un effetto in un certo qual modo analogo alla distorsione spaziale creata da un pozzo di gravità naturale, e solitamente è accompagnato da una momentanea scarica di radiazioni Cerenkov, spesso percepita come un breve lampo blu. Il deflettore è efficace anche contro un'ampia gamma di energie elettromagnetiche, nucleari o energie irradianti e di campo di altro genere.

Generatori di campo

Il sistema degli scudi deflettori utilizza uno o più generatori di fonte di polarità a gravitoni, la cui potenza in uscita viene sincronizzata in fase attraverso una serie di amplificatori della distorsione di campo subspaziale. L'energia di flusso per lo scafo primario è generata, in una nave di classe Galaxy, da cinque generatori di campo situati sul ponte 10. Altri tre generatori sono situati sul ponte 31 nello scafo secondario. Due generatori di campo aggiuntivi sono situati in ciascuna delle gondole di curvatura, anche se la potenza in uscita della griglia della sezione a disco può essere incrementata per includere (nel campo del deflettore) anche le gondole in caso di necessità.

Ciascun generatore è composto da un gruppo di dodici fonti di polarità di gravitoni da 32 MW che alimenta una coppia di amplificatori di distorsione di campo subspaziale da 625 millicochrane. Il regolamento della Modalità di Crociera prevede che almeno un generatore sia costantemente attivo in ciascuna sezione principale, con almeno un'unità addizionale disponibile per l'attivazione in caso di dichiarazione di stato di allarme. Durante lo stato di allarme, tutti i generatori attivi dei deflettori sono solitamente portati in modalità di standby completo.

La potenza nominale (in Modalità da Crociera) del sistema degli scudi deflettori è pari a 1152 MW. Il carico massimo temporaneo di un singolo generatore può raggiungere i 473.000 MW per periodi di circa 170 millisecondi. Durante lo stato di allarme, è possibile attivare fino a sette generatori in parallelo e a fase bloccata, per fornire una potenza continua di 2688 MW, con una percentuale massima di dissipazione primaria dell'energia superiore a 7,3x105 kW.

Per dissipare il calore ciascun generatore è dotato di una coppia di spire di raffreddamento ad elio liquido con una potenza nominale a funzionamento continuo di 750.000 MJ. In ciascuno scafo sono presenti quattro generatori di riserva, che forniscono fino a ventiquattro ore di servizio al 65% della potenza nominale. Il normale ciclo di lavoro utile dei generatori primari è di dodici ore di attività, con un periodo nominale di dodici ore per la smagnetizzazione e la manutenzione programmata. Le fonti di polarità a gravitoni sono classificate per 1250 ore di servizio tra successivi interventi di manutenzione di routine degli elementi superconduttivi.

Frequenze operative degli scudi

Proteggere la nave dall'intero spettro delle radiazioni elettromagnetiche in Modalità da Crociera sarebbe un compito eccessivamente dispendioso dal punto di vista energetico. Inoltre un sistema di protezione totale impedirebbe ai sensori di bordo di raccogliere molti tipi di dati scientifici e tattici. Per questa ragione il regolamento della Modalità di Crociera prevede che i deflettori operino ad un livello relativamente basso (circa il 5% della potenza nominale) e a specifiche bande di frequenza necessarie a proteggere il volume abitabile della nave dai livelli di radiazione EM e nucleari stabiliti dallo standard SFRA 347,3(a).

Durante lo stato di allarme, gli scudi vengono attivati in configurazione difensiva, aumentando la potenza del generatore almeno fino all'85% della potenza nominale. Le frequenze di modulazione e le larghezze di banda degli scudi vengono cambiate su base casuale per impedire che una forza nemica regoli la frequenza di un'arma ad energia diretta (come un phaser) sulla stessa frequenza e fase degli scudi per poterli penetrare. Al contrario, quando le caratteristiche di frequenza di un'arma ad energia diretta sono note, è possibile aumentare sensibilmente l'efficienza dei deflettori regolando la loro frequenza in modo da eguagliare quella del raggio in arrivo. Simili tecniche sono usate per proteggere la nave contro diversi pericoli naturali; si può adattare ad esempio l'aumento dei deflettori nella banda dei 10-10 metri operato per proteggere la nave contro i raggi X generati da una supernova.

L'attivazione degli scudi nella configurazione di difesa causa anche la messa in pratica di un certo numero di regole operative speciali. In primo luogo le scansioni attive con i sensori vengono eseguite in conformità a speciali protocolli, allo scopo di ridurre al minimo l'interferenza degli scudi deflettori sui sensori. Per alcuni tipi di scansioni i sensori vengono continuamente ricalibrati per sfruttare le cosiddette "finestre" EM lasciate aperte durante la rotazione delle frequenze degli scudi. In altri casi la variazione casuale delle frequenze degli scudi viene modificata leggermente per consentire la creazione di una specifica finestra EM ad intervalli definiti per la raccolta di dati. Tuttavia con queste tecniche di utilizzo dei sensori generalmente la percentuale di raccolta di dati risulta notevolmente ridotta, perciò durante le situazioni di allarme vengono create delle rigide liste di priorità per l'utilizzo dei sensori. Inoltre, per la maggior parte degli scenari di difesa, è necessario che i sensori operino in "modalità silenziosa", il che vuol dire che l'uso dei sensori a scansione attiva non è permesso e possono essere utilizzati solo i sensori passivi.

Anche l'utilizzo del teletrasporto è influenzato negativamente dagli scudi deflettori. Il raggio di confinamento anulare che viene utilizzato come mezzo di trasmissione del raggio del teletrasporto richiede una larghezza di banda EM e subspaziale tale che è impossibile teletrasportare qualcosa attraverso gli scudi. Inoltre gli effetti di distorsione spaziale degli scudi possono danneggiare gravemente l'integrità dello schema del raggio del teletrasporto.

L'utilizzo degli scudi ha un impatto significativo anche sull'utilizzo della propulsione a curvatura. La distorsione spaziale inerente al processo di generazione degli scudi ha un effetto misurabile sulla geometria dei campi di curvatura che muovono la nave. Il software di controllo del motore a curvatura ha perciò al suo interno dei sottoprogrammi progettati per compensare la presenza degli scudi deflettori, che altrimenti causerebbero, alla potenza nominale massima, una degradazione del 32% nel trasferimento dell'energia di accoppiamento di forza. Allo stesso tempo la potenza dei generatori degli scudi deve essere spostata verso l'alto di circa 147 chilohertz per compensare l'interazione del campo di traslazione.

Note particolari

Radiazioni Cerenkov
E' possibile per le particelle subatomiche viaggiare in un particolare mezzo trasparente con una velocità superiore a quella che raggiunge la luce nello stesso mezzo (comunque non superiore a quella della luce nel vuoto). Quando ciò accade, le particelle lasciano una scia di luce azzurrastra, un po' come un aereo che, viaggiando a velocità supersoniche, lascia una scia sonora. L'esistenza di tale radiazione fu osservata per la prima volta dal fisico russo Paul Alekseevic Cerenkov nel 1934.

SFRA
Starfleet Regulatory Agency - Agenzia di Regolamento della Flotta Stellare.

Finestre di frequenza
L'idea delle finestre di frequenza negli scudi utilizzate per le scansioni con i sensori è stata alla base del trucco di O'Brien nell'episodio "Un uomo ferito", quando egli riesce a teletrasportarsi sulla U.S.S. Phoenix anche se gli scudi della nave in quel momento erano attivi.