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标题: 星际防御的工程问题 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 08:46
标题: 星际防御的工程问题
星际防御是科幻小说和电影里的流行题材，一般的解决方案是用核弹。但是想来想去，好像不行啊。
9 A  O+ Z; j+ x% q/ {) Q: `0 U, Y1 f/ T  }; x5 R
如果从外星空间有一颗上千吨重的陨石在向地球飞来，落地可能造成不可思议的损失。一种方式是在大气层内快速加热，最终爆裂，大小碎片可以形成各种杀伤，威力堪比核弹空爆，而且是低空空爆。另一种方式是直接击中地面，这也是骇人的动能，撞击瞬间除了转化成地震的动能，还会转化成巨量热能，引起落地点附近的大规模燃烧。
) {1 p! g7 G& P7 U, }. j
" p  Q% g  V4 W  \- [0 s已知最大的落地陨石是纳米比亚的霍巴陨铁，重66吨。一般认为，陨石在穿越大气层是，剧烈加热造成表面材料气化和热爆裂脱离，落地重量约为再入时的1/10。铁又比较耐热。这样说来，霍巴陨铁再入前的重量接近千吨。  o" J/ d8 \7 B2 p+ D* N( `
( ^$ ~0 \1 ]0 N. L) x! f
在理想情况下，应该在再入前就把陨石推离坠落的轨迹，最好直接返回外层空间，永远飞离地球。
% e2 P0 z% \& o  U( ?; U2 Y  K2 L- ~
但根据动量守恒的原理，硬推的话，需要速度与质量乘积相似的反陨石武器。上千吨的导弹，这要求太高了；速度成数量级高于陨石的导弹，这个要求更高。
& O0 @# l! @2 t% N( F
; A5 J( p) q. g- \换核弹头呢？5 \/ k) v/ `# ]3 Q/ i; O3 [% v

  C6 o" u, R$ p6 T: j0 @呃，核弹头的毁伤作用在于冲击波、热辐射和放射性沾染。陨石是不怕放射性沾染的，首先排除。热辐射要高到足够千吨陨石内部受热爆裂，这好像也挺难的。冲击波更难，外层空间没有空气，怕是形不成冲击波。
- j5 Q9 \: Z. N0 k
1 E( Q5 R' r% D$ u9 U那核弹怎么摧毁陨石呢？
+ d. O) i' B! ?, I8 p$ e( L; @5 @4 e0 P. t0 o8 R  P
还是我弄粗了哪里？
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 10:09
类似于东北抽冰嘎，外力改变小行星运动轨迹，让运动路线偏离地球轨道
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 10:33
下山虎 发表于 2026-1-13 20:09: ^8 s/ W3 M3 D9 \- {/ X, ~# |
类似于东北抽冰嘎，外力改变小行星运动轨迹，让运动路线偏离地球轨道

3 w8 j3 a9 E" f2 q% j7 i. u基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
作者: xiejin77    时间: 2026-1-14 11:14
晨大好。
7 ~2 o' X+ c* N$ R6 J5 g3 J, {# v* e" d# t, B
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
) @: v5 o' c: ^7 D4 c7 R4 i& H, G1 E
$ a. \1 F1 R: ~' g; _1 v美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。$ E+ s2 u, L9 x, ?* j
) K6 n$ Q  p7 ?& p; M* ]: u
我没研究过这方面内容，没有冲击波，但是似乎有辐射，比如辐射的强大热量蒸发表面物质，形成持续性的反向物质流，通过这个改变天体运行轨道。肯定比撞击靠谱多了。
作者: xiejin77    时间: 2026-1-14 12:16
xiejin77 发表于 2026-1-14 11:142 }& {* f* x! H
晨大好。8 U$ k' r& ]6 w5 Q6 X# T) o4 H. t  w
) V( B0 z. J1 C
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

' r% U4 c# ~) j5 w. n8 shttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html! y4 d( I' Z  H8 ?( k

  ^6 S, w1 o4 q/ y; h0 R: ?国家地理的说法。
+ k5 s  F  k6 }9 E1 \- k5 C+ W; e4 u' Y6 P$ p: g& J# \
不过我对此感兴趣是去年九月份，中国开始考虑小行星撞击项目。这个领域的一片很重要的论文也是中国的。
: |: E5 S6 i. {# h) l( V- b6 ?
: Z- |% \% M; Ehttps://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 13:10
晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
  @% Q3 }  ^/ I: {! a) _. p9 e基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

% i, O3 N4 X' G' a9 [% b1 d  a关于核爆的：“采用长杆撞击器并合理控制撞击速度，能够引导核爆装置进入更深的地下爆炸，从而更加高效地耦合核爆能量，提升偏转小行星或直接摧毁小行星的能力”
2 P  r, {9 |; g5 ]  q* _- X4 j* L5 F# d" C6 N" Q: D  B
https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 14:40
xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14! h4 {, h8 G/ M# i+ s  v; E4 F
晨大好。) p4 {; N# [  `3 s. h) E) d0 a, y

2 R2 y' d  ]2 x  [- `https://csist.kejie.org.cn/a559.html

7 \- ?+ a+ Z- G% f- W+ o8 ]那得多少热量啊！核弹作为武器使用的时候，靠热量挥发好像不是主要杀伤手段？
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 14:42
下山虎 发表于 2026-1-13 23:10  R" U6 m5 d0 t1 E3 O4 v8 v
关于核爆的：“采用长杆撞击器并合理控制撞击速度，能够引导核爆装置进入更深的地下爆炸，从而更加高效地 ...

3 i% ]! d* V0 O  D# E' Z+ C还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 15:15
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑
6 `; X# E2 P& n. O
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42( O6 q% O* D6 v
还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
1 q8 g1 D& v6 C% Q3 `4 m5 @

, V: m2 Z/ O$ N' X7 N核弹穿深一定程度，核爆后产生高温高压把附近物质从原路喷射出太空，产生反作用力推动小卫星改变轨道。如果深入行星内部爆炸，把他炸成几部分不就摧毁了么。
" {! |0 P' w- n# R
! A& s* {& u& O; r% o- }* p! i$ f" k# _6 i' l
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果* ^& p( e3 [0 m3 P* `

5 W7 U; x: W# s" ~8 \  t" }小行星直径 (m)        引爆深度 (m)        破坏效果        小行星剩余质量比        小行星速度增量/(m·s-1)        小行星动量增量/(×10 6 kg·m·s-1)/ o4 Z: g9 J( {- I+ U' P! G
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
: B1 F9 d4 H6 h7 M; d+ r( y100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20$ Z6 G* i9 h2 I, Y. \9 l* c+ O
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
5 z9 s! e- V- ~; W1 {- j! g5 Y1 _2 x8 Q300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 320 _3 O" d4 ]  w1 u' m
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
- O( x$ Q( e% u6 R300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 509 |1 a/ d9 _% \8 \
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
6 `4 C- F1 D' ]  t% C2 d500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 701 [, ^4 m8 \" U
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 306 F9 e( B( `4 N5 i) B0 S/ O6 F
5 \( Y' ^6 S0 L* x3 {
- D) c* S2 `5 I. U( G# ~  W8 R
% Q8 n% s, T2 H" I5 x# X
另外这个小行星的概念应该不会像月亮那么大，不然在太阳系外围就应该被发现了。" b' s: j+ f) x+ R

: |8 F: h" ~+ M- J& q! I: l$ @天体        平均直径8 a# W" {2 a$ @; D
月球        约 3,474 公里5 g% @/ p5 C6 \9 a; m$ v
冥王星        约 2,377 公里
作者: xiejin77    时间: 2026-1-14 15:34
晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
' p$ m# ?7 Q+ Z3 d9 c$ ~$ v那得多少热量啊！核弹作为武器使用的时候，靠热量挥发好像不是主要杀伤手段？ ...

2 o- _, ?7 ?! s! O; X! D7 m晨大，我找到论文了，微信发你
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 19:07
说句实话，这玩意射的又远又准，还要穿深核爆。如果试射成功的话，感觉有人会在美国夏延山基地发抖
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 22:40
下山虎 发表于 2026-1-14 01:150 e* ~) O  I0 b
核弹穿深一定程度，核爆后产生高温高压把附近物质从原路喷射出太空，产生反作用力推动小卫星改变轨道。如 ...
4 b! e! [8 O& V2 G+ X* t' O$ C8 J
这个有道理！问题是，要有足够穿深。这是动能穿深还是爆炸穿深？而且需要在形成穿深中先往地球方向“推一把”？或许也可以从侧向制造穿深，只要偏离地球就行，不需要背道而驰？
作者: 下山虎    时间: 2026-1-15 05:57
晨枫 发表于 2026-1-14 22:40
) L7 i* s0 O7 N2 j3 \" H这个有道理！问题是，要有足够穿深。这是动能穿深还是爆炸穿深？而且需要在形成穿深中先往地球方向“推一 ...
: l( F+ I( M7 _9 h: V. t' N! G
动能穿深后引爆
9 v* P7 v- g0 n$ L, _$ M- l" z# J7 O
  V, k5 k9 @/ C长杆型撞击引导器的小行星拦截器由撞击引导器和跟随器（包括碎片/热防护屏和核爆装置）组成+ a" t) e3 K1 g- Y

' V' d: i1 d% V3 J, |
% t$ }. a; ?9 T. a) f/ Q& v# j地下的爆炸能够产生更大的坑，将更多的小行星物质抛向拦截器撞击的反方向，产生所谓的“动量增强效应”，使小行星获得更多改变轨道的速度增量。此外，爆炸形成的碗状坑类似于火箭发动机的喷管，坑底岩石在核爆高温高压作用下大量气化并向外喷射，将进一步加大小行星的速度增量。0 W0 h5 W( j; M

& v: X" E) N7 ], A) k9 \. u- d& P1 B$ H3 [' g: @2 e8 ?" E
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:576 s! r# _+ y+ q' J5 l
动能穿深后引爆7 ]' I5 I$ Q+ I

* Y  U6 m' o3 h/ `& [& {长杆型撞击引导器的小行星拦截器由撞击引导器和跟随器（包括碎片/热防护屏和核爆装置） ...

' t2 \; U0 J5 x' I# r! m这只是理论上的吧？这长杆的要求可高啊，要强度、耐热、刚度都超高，还得够长，这重量可是不小。
作者: 下山虎    时间: 2026-1-15 09:42
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑 ' c* U" N$ B- l
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34# S8 b, }, X# ]: _% x
这只是理论上的吧？这长杆的要求可高啊，要强度、耐热、刚度都超高，还得够长，这重量可是不小。 ...
. s6 W. ]* L+ {5 U7 |6 s

$ l) M% N. T1 \) c土共应该还没有打过实弹。但理论上最多5发，就能给夏延山开壳
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 12:39
核弹爆炸之时，释放的能量主要为高能X射线的方式，这样在外太空没有空气的情况下，是没有冲击波产生的。
6 G( C& P( }5 [- Q! y7 t$ t) ?. i" b6 b
如果用核弹攻击陨石，效果最好的情况是核弹在陨石/小行星内部爆炸，令大部分X射线为陨石吸收，以引发陨石的自爆。这样抛出来的物质就能对陨石本体产生反作用力，如果不是把陨石炸碎的话。
* c$ N. j4 p1 K% X
# p! ]7 w9 N1 J% O. s% a当然，如果陨石不大或者核弹核装药足够，在陨石\小行星表面引爆也不是不行。% w4 a3 [, b6 _9 c* q

0 D2 t7 p+ K5 j" `% Q8 K/ H$ e肯定不能依靠火箭自身的动能撞击来改变小行星的轨迹。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 12:43
或者，打个火箭上去，拴在陨石上，然后用火箭慢慢把陨石推离原来的轨道？这样用化学能就可以了吧？
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 13:54
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43- p, R0 o  p; K% X6 e) K4 Y3 O3 c
或者，打个火箭上去，拴在陨石上，然后用火箭慢慢把陨石推离原来的轨道？这样用化学能就可以了吧？ ...
1 A3 x+ ^- X) m
从mv=FT的动量-冲量守恒来看，这比纯粹用动量靠谱，不过对推力要求好高啊
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 21:31
晨枫 发表于 2026-1-15 13:548 N' n; g* Y" m  L' C3 `% _' {
从mv=FT的动量-冲量守恒来看，这比纯粹用动量靠谱，不过对推力要求好高啊 ...

6 \. V/ N! v# Q5 d. c! H多来几颗火箭，只要轨道偏了就行。。估计这活儿只能中俄干了，美国指望不上～
作者: 隧道    时间: 2026-1-16 21:46
下山虎 发表于 2026-1-15 05:57
5 `) W' {* ~" u! Z/ B& {动能穿深后引爆, N3 W. u9 R: u% Q! ~( ~
& C' x% g5 y2 ]4 p  ^" F8 w
长杆型撞击引导器的小行星拦截器由撞击引导器和跟随器（包括碎片/热防护屏和核爆装置） ...
2 V3 t$ C6 Z" A
连发两三颗，前两颗爆炸后形成稳定的热源或者其他信号引导源，最后一颗大当量的打进前两颗的弹孔也不难。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-16 23:51
隧道 发表于 2026-1-16 21:465 U% |4 u' m. d# e; F
连发两三颗，前两颗爆炸后形成稳定的热源或者其他信号引导源，最后一颗大当量的打进前两颗的弹孔也不难。 ...

" p# }) `1 v7 B& _0 ^# y" p陨石这东西很可能带自旋的，即使没有自旋第一颗核弹也很可能引起其自旋，后面的核弹打入前面的弹坑恐怕不大可能了。
作者: 隧道    时间: 2026-1-17 21:04
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-16 23:51
1 @" n& O/ l( F陨石这东西很可能带自旋的，即使没有自旋第一颗核弹也很可能引起其自旋，后面的核弹打入前面的弹坑恐怕不 ...
+ h( H$ c/ ?1 K+ [  F9 g$ R) R) G
不知道自旋多快，不是太快的话，连续发可以校正过来。



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