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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。# V1 x/ v! L3 v$ _. T) r

" I0 |$ }% `8 O) c7 c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。2 q$ l) }. n& j9 d, N
  F2 n9 u  {# u$ A
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 t" l0 R$ j% J4 s" }
& d6 L' S6 ?; O! |6 S1 Y
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。
0 r8 x  {$ e# w* x0 P/ x
- `0 l/ [7 x6 }! _7 ^; Z- F换核弹头呢？
( W2 s% q  l: v8 t" W; i( D
0 W, h( f9 o& P+ Q1 j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。
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那核弹怎么摧毁陨石呢？! l4 p9 i( b4 {' w2 \! j2 A
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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
, d+ w# D" Y5 d+ R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
. Z4 H& Z; G+ Y+ h" d; x, Y
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。/ V+ F" p; v) j. r+ E8 M
- ]0 I7 h1 X+ c; L* z+ Z
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
" f: d6 w9 @3 C7 L- T) C
  ^- B/ f; y: V美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
8 B# H: g- o; a4 T# M4 s. a% t& {. i# {
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
+ A9 ?/ n7 W) W$ R晨大好。# Z* r% D# @( L7 k* i$ h
' @5 t6 U- G% B$ W
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

, ~# M5 k4 m. R9 i- ahttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
9 w4 f) \5 \* L2 e2 x
) \  o  p! v1 P# I* L% i5 G2 N国家地理的说法。
& l8 \) [3 [* B: \6 \7 u5 t+ b& `) d* n' T' f2 ?2 H; `5 }
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。; x! c% U( W0 Z& @, h9 Z

3 Z* U! v+ P$ F, `1 p# ?5 hhttps://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
6 |" B: E) A+ K% N基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
7 s0 |, v1 B. k: G& n- m( G, u
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”
! Y; e; g2 x; }8 _( Q6 L* E8 F# ~7 j1 @
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 21:141 ?& v+ A9 j& E$ ]+ F5 h
晨大好。
/ v3 j& |1 [: J; v1 p; \" v
4 c% f; ~2 W3 D; m& M8 qhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

2 n( U3 J7 E5 K- d" W, D. C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
7 `4 {/ I! u/ j) l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 ...

0 f" E) j4 @; d( h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
' ~; v3 C! J2 Q( R! J
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
$ r; k- l6 b& R& 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？
1 S5 I7 e. g$ O6 N3 }1 B, z
0 K" M4 p% R! B' 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。如果深入行星内部爆炸，把他炸成几部分不就摧毁了么。" @% t* T- f& X( ?

$ {7 g8 b' m) A, ]) I
( d1 ~, r6 G% W; h" W: P- l* t30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果: e. k  m; i0 `3 Q" C

9 q9 e- _: y# W, }/ e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)% J2 m5 c! J, ?( ]
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57+ O8 Q, w6 k. z8 @! Q# U
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
' L" U' f8 H/ `2 O+ ?; N100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 308 d  U/ f# k: Q5 |) b7 Z9 b
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
. }2 t" X) l* E4 V; |: n' {300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80/ H& z. g7 A( b; {' ?# D/ d
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50* R9 L8 I) ^; o$ _
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
( d3 l) ]* S; B$ y500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 705 I2 F2 w0 K9 Q* T' }0 O
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 303 V8 c7 z- b; y. z# ?$ o
; d0 ?6 p; ]  o- J- {

' v+ F, R: x- o) r) s
5 ~5 J3 a4 r: Q' u& h3 R' o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。
6 X% m& ~! n. h7 j" P) a4 w6 N; p3 e6 G7 b/ {: N
天体        平均直径1 u/ e8 n5 [- A+ B/ d; h; l
月球        约 3,474 公里) q) z0 I* n8 u& Y0 ^5 l
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" L- j  F2 A4 M! ]
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( J# `+ Q9 c0 i1 M2 @  \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 g' e; [6 D$ Y4 Z, 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 ...

  p3 u( M0 c* j; X9 V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
: R9 m7 d+ G& f' a$ p( 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 ...

* o5 w4 i5 _1 R! b/ I动能穿深后引爆. q* n# }3 s* c, o& Q! l: c$ w, m

: \! K  q3 o4 q& F- F- }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  S( ?! [; R; W: t

" y6 ^7 }' q+ g0 w' B; W. w! V' \. w. O* V9 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。
" V. n" U. f- @: F, `0 j. o' c1 P# N  v* l" C/ ~* ]

( T4 D1 \! S/ v+ I: z
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
2 k0 x) b+ A$ @3 v* \动能穿深后引爆
4 H/ W! b+ m$ t3 H) T
% S$ F& E; e: p& R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） ...
: L% m7 q+ z+ V
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 & \5 E% D2 J$ w4 k/ F+ O
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
- j( W4 d, O8 z0 {6 }) f& j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。 ...

' i4 `0 x4 b% x% M
8 w7 f6 [' @- Z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 P. ^1 F3 d2 }6 X& |. t
, e- ^1 t4 I- x) A3 [+ y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。& T4 Y; Z) o3 g5 K; R" \: o6 n

  h& |: E& U! b$ V6 E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。! E7 N9 _3 P. _9 P, v4 U+ H
. Z, ?: E+ Z$ G: e; 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( k( `4 Z' V, s' ^1 M2 [3 F& E
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？ ...

% o0 Y8 U8 ?& m) \  H- S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
& B) b9 n1 A0 ^0 ]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 ...
2 y4 X8 E  y2 q# |( Z% L
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
8 v; k2 W0 v7 k' C9 _动能穿深后引爆1 K: n6 Z) e) p. @5 n

8 ]) X3 ]; _0 o# l0 _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） ...
' N! x. v7 r$ i- K2 k6 N3 K
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 21:46' k- n' }: H, k! u: i9 U" R+ c  C
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。 ...

9 m$ l' N. z% {3 _) a& q6 k! {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" e7 b/ b8 X$ D. j& A% Z" 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 ...
2 B5 C. J# t5 {4 I
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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