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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。
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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。
8 I% U7 D3 u1 v+ ^. M* o
: H) ^5 [8 x0 ~6 u1 O$ U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。& P- K5 s+ [5 P

9 ]8 x+ a+ w6 I+ E" H( s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。
; Q% e4 y, T9 E$ a# Y7 Z& y( b5 A& E9 _( j$ B* s" [
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。( O8 r# o/ O- o

$ z% _! C0 u: q- L8 ]% p& k: h换核弹头呢？+ V, j5 H) f: p, Q( P
9 Y) t$ Y$ }  [6 o2 d+ k; Y- a
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。; ?, q9 M+ h; w! X& p8 B9 i
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那核弹怎么摧毁陨石呢？' Q" s$ {8 ^# w2 a/ H6 V
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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! G8 ^6 X4 p- Q1 `+ E- f
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

% d: B. F2 I' S- V3 _- Z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。$ Q" x7 z/ B% p/ L2 i, A' a

) a$ o8 \8 `2 L6 M  j" D. o! K9 ehttps://csist.kejie.org.cn/a559.html1 t6 ]6 F$ h) B5 p: S+ f# J
% l  T5 K. e/ t) L% U
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。8 ~9 g1 R, M: z: v( Y
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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
5 m# k+ V6 [- l7 c! J- }晨大好。
* a0 L# G* h7 n, T* N% l3 H3 Y- V6 c! r
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
3 H3 a; m7 O# a7 K
https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
" Z  E* V. Y6 V1 G5 @# R8 [) N; u5 i9 R; _/ S
国家地理的说法。
- K* R7 g: b  k4 q% K# c: N" o& R$ R  Q
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。
5 A$ k, q: Q0 q9 o3 @: `- w4 z. ~& p
https://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 10:339 t$ W  k3 U: ^( |1 N7 H
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

$ V4 g4 {  l& [! O2 B% O* g3 Q, K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”
" r; f1 ^+ D# i, p5 K
8 h- I' V+ y( b' s& o2 W$ Ohttps://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
' U2 `$ w2 u# l& D3 |# g晨大好。
+ v' [: }6 o3 g% b0 ~* z- N3 g: r# f) D% S1 u) w4 \# B
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
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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
* C5 u9 F8 p, Q2 w; k( ^( o( `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 ...
5 b( [4 ]) _- Q' l, J3 u
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
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晨枫 发表于 2026-1-14 14:42% H& O4 [, e" |0 t
还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
0 a  _# F5 y9 I& M- J, p6 X  y: V- u+ |
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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。; d5 A; O$ _& \+ r

) n9 Y4 }! O: b* h" ~$ l( N2 u( p0 Q# R& R7 G
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
; F; y8 g$ f& b4 V: q* b# p' R" F  Q2 w6 i4 W/ X) ?% i
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)% P9 B, y$ K" F: O; p
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
) O6 }# V" ^( V& ]100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
+ h- b' T$ t5 i( z100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30* @1 c% G& ]1 c  S2 I) Y" R7 W
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 326 I/ H0 [8 s  I" B
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
! T2 {1 T7 C  Y& I300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
4 f7 R) R. S" Y5 o! \7 Y! x6 B500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41+ R$ }4 j7 k' b
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
' m$ s( M3 {8 S# d5 U% \6 O500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
! k& ?- g6 d- y1 X; w2 j! d) O$ J0 p

: \& A! F( ?- z' ]4 _3 U1 H# a% S
2 A- {$ X! h4 [& F3 A0 ?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。8 T) \  u+ ]" s1 Y4 w" L: h- P; |
9 v# s2 Y3 R: c% U; D( \; f
天体        平均直径
" s& k; A* r0 [5 l月球        约 3,474 公里: D% K" Z/ O) `' |7 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; z, z6 g/ G* L9 U5 B
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？ ...
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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% \& b( j" _! ~) K) a- |. j
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 E' F; A, a. m" O) d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
' f) G! z5 \  c2 U! X" n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 ...
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动能穿深后引爆
4 Z1 f# }/ _4 _9 B4 i3 ^. @- v  m2 E% Q; N' y" {/ m8 P
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0 H) ]& R: f/ O" t1 ]' [
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5 k1 L; R7 G9 E  O) z( h4 ]8 I" Y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 h7 u$ ]5 |) \# V5 |
$ S/ C# c5 `- k. @3 _/ c# Z- W4 O) x! W$ W& c& }
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
. t2 @% E& e6 S. z/ X动能穿深后引爆8 X5 k$ ^; ~1 f2 _9 N6 S

. c* X0 z( F) X4 f. U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） ...
% r% o1 T! P7 K6 W! v/ s- 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
' J' C2 o' G! h* U$ q3 E. G9 |3 D
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
- ?, ^; x/ F1 N% B+ z* T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。 ...

6 C* P; L& D; z4 _. G7 k- j( K  Q8 z# i
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。7 @- w& J2 e" v( F

0 f3 q9 U0 i2 N( ^; e, Z* c9 }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。  d* i5 Q0 w( G* Z  F, ~: W
' ?% s3 R  F) b/ k9 Z! D! P: @
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。- X( W- U9 K6 |  ?

/ G' P" x! X7 C9 D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$ h; s# }' |; i$ 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？ ...

) K7 x5 ]; d% R0 Z. L. V; H( c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
* R( q6 e% z. y) g/ ^+ W$ ^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 ...
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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
! s- k+ n/ b2 g% A( U5 [动能穿深后引爆
$ \! j) A# R# [3 o8 N6 E
0 Y* Q+ u  t# o3 U6 ]& @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） ...

9 e9 i. U7 D0 m: j7 n1 b! C; f' W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 21:461 `5 {8 q8 C8 c2 ]) @8 ?' O" V
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。 ...

5 j0 d+ Z* U; t8 D- L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, K- d  f: _4 l2 [% h
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 ...
; \( x  \2 |/ Q6 [
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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