爱吱声

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。
2 Z2 \) P& ^% {! h. J2 B
2 t3 d/ s6 |! w3 [) O1 f$ \& Q; ~7 q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。2 M! l5 l% F1 C# i

: g) t  {* L* z2 _) c# A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。
/ J% z% j' b3 x4 G8 K+ ~
! M+ R+ }8 c4 N/ o5 I, c+ V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。
6 v$ S- t$ w; b! k
! [8 M& j9 L0 I# V5 M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。9 C# M. g" m  w" n, K; D8 y$ L  R

& S0 F' N% J0 x3 N9 c换核弹头呢？, V8 V9 u8 a* Q/ G3 c

/ P/ h9 Y1 k7 L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。9 j- B& X1 ~* j* n
; L, o" T3 O) Y  F
那核弹怎么摧毁陨石呢？( o: I/ ]/ d" K/ j# ~
8 _& V6 l; C  Y. r/ ]* R; ~: a  \
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
; `  C% g8 H: P5 c& C5 F: `0 R+ `4 X2 K* g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
2 a3 T: T- C% c) T& }1 D# B* i
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。
0 n) A3 A. j. P: X+ w, K: {: F+ R, E" l( ?; e5 l
https://csist.kejie.org.cn/a559.html& C* b' j/ a. x3 {4 b2 m

% |4 r! R: K* t3 [- b* r, f美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。) P% }% g( D- `1 g1 [' z, v

) B' o) j' X! u' \; j) }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 11:14
1 j, O' g1 s; Y晨大好。
$ D, n/ l1 @* ]. x$ z4 s- w
( m; j# y+ D, Ehttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

- d* K! K6 J$ r- n4 u5 rhttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
0 i0 c4 v- a8 j1 q) |% |) [# R$ X) |; h+ w
国家地理的说法。
# [' l- Y  ?. r2 H4 F8 |1 b" a
" x5 E2 ]$ K# _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。) r% g8 F# o; V, W% P9 E0 h4 y

6 j; v' Y' g/ v. S- i! Ghttps://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/ t+ z8 [1 t6 P9 S
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
( S0 ]8 E) F! G0 X* ^# ^
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”
9 @  ~! v- `; `! E; j0 L0 d  T- B2 b3 Z6 A0 ]
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
4 ~& U  [. x5 u! x晨大好。" C  y) i, |3 w0 L) F; f# F

' |( k+ q8 w( Ihttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
% j3 y& G7 t, D
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
" T5 i& E* K; i; j9 ?; M# E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 ...
# {* P0 d% s) i# p
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 & N) m( `7 N, Z; j
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
7 ~5 B& a+ e# s7 T6 |还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
3 x" D: q$ @  g; C; Y
4 ?5 e4 n/ v6 `- W1 D; L) d
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。( p' B: a: s/ O$ w4 M8 `

, M* T; d/ R# K/ a- Z( J' k2 J3 ~
! Y1 x. d7 A0 W1 d" L/ T5 t/ B30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
2 f3 z+ A2 o$ I9 r" D( D) p
' m) L) T' B- o9 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)
0 H5 Y- x0 W$ e5 S" P5 h4 t& d100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57& \6 g! y2 n/ O) |) o# h
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
( a, l: M# E* ?" I( ]100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
" N/ o7 X" y. a1 m/ l( g300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
$ Z& G2 [% z/ B2 a300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
0 C( N, E: p* M" t, p, N300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
2 J" Q/ H9 C; u7 a500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
& j6 C3 v: E2 w500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
3 q0 ]- M7 `! U1 ^/ F: N5 `( X* }) v500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
) C, b" ]7 Y/ ]% f: m3 T) u# U  B$ q' E& n7 o$ O

" T( t5 N+ C1 C* G0 w9 g/ w( [7 ]6 }! i6 n' p. h- ^% y
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。
. P) k  [; \+ Q/ }7 t; G$ b5 N6 I1 ~! E6 Y5 U3 d% G& F
天体        平均直径3 d4 R- t4 Z! Q+ J6 C4 ?' p* g! Q
月球        约 3,474 公里" C9 t2 U$ ~% k  K8 _
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) x# p- V3 _+ N% e0 h, Y
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？ ...
& Q" z" z$ L, I6 g2 M, w, Z
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 01:15
/ L' m! M! e' c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 ...

2 G6 n9 d4 M) ~* N8 P# s1 Y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  U+ f4 A' R7 B' }# g5 A* H1 k
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 ...

4 q" Z) [. u+ g! r动能穿深后引爆2 K5 |, |; l( O
/ @6 R3 k- b; b9 m6 o' x
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
6 C  _6 i5 z9 @8 J; ?: h5 X' a  b: y% O) h5 g; E4 i9 n

$ g% O$ O; Q' \4 F; p* t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 Q- K& x: `( y$ s" t! G; U, I
5 a0 e# f( t4 b
- ]/ d9 E4 K# P$ O! G# O
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57; `- B5 G8 O6 T
动能穿深后引爆: |/ s! d) P8 z! Z0 D

& L2 \% N: s& ~& e) A' L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） ...

5 X: z: N. j7 p* a& C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
  R( V/ k/ h. @0 w; _) s* W9 Y
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
( i7 L# l& F$ Z) N3 V( z$ y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。 ...
9 m: b7 b& Q9 c
6 a8 \/ N% F" F! m
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。
' c% P# r2 }: S0 j2 G' U: e! u
2 n$ |* q8 ]) _/ E6 T  ~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。. x# i+ g* y1 i6 o

& S, Y7 f6 V" Y! A7 ~7 T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。
5 w5 o6 E) h5 G5 W+ n" |  ~; a& b+ K0 j/ \/ c# x
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
# S  j, g, I! d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？ ...

3 J% M0 _0 _4 t* k( g. \2 D( @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 13:54( T# {' S: i- F* C# f
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 ...

. ?' t( l) n. U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# T9 C+ ]5 C+ g* ?! h+ ^8 M
动能穿深后引爆
! G8 d$ ?" f( A& p9 }" \
+ A- w6 H7 |+ U5 q' t- `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） ...

% ?. ?6 G' r+ q# 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 21:469 k" }$ u8 a, M( T
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。 ...

4 C) K" c8 p  }7 [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" r& @( {. |+ c  E* M
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 ...
- F& h+ G9 W) E4 I( i6 ]
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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