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。" G' s9 R5 D. W: f+ u: k9 V

1 T" m" u3 `/ [0 G: N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。* E4 T2 l* N- u! h& b1 j) t
1 c. a" P8 U4 T' d. O
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。. _- n. u3 e( l# @& e: [/ @$ K
( ]/ U. R' B8 l& D6 t1 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。
1 V' k7 f& f2 }% S3 o- ^, a
! S! L  V% t& |% C- Y, A( c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。
+ l0 S) f" h- b% n' C1 y
% H/ Y) q1 G  R换核弹头呢？2 _( b: n# x. [( |* j, \8 K7 E

! U0 I! A0 E2 C5 d+ `0 @5 C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。) n& {8 K1 f' K. C; d2 n5 q

' Z- V" |# U3 }那核弹怎么摧毁陨石呢？5 z# V' k% X" c- `, M9 g
. l- G4 H/ Z6 M1 i
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& P" L/ W6 N  D
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
/ y: d: i. c8 Y9 k# B
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。5 Q* }# z8 m3 D3 p) L7 k
5 g1 h( K) z* ?
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
) q; u. j, R2 o& u
' ~, z$ b7 V# h5 r( D7 @' ~美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
% @2 x/ J* A8 l4 o# P' E- ?! w, r
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
- J5 J3 P& [* P1 ^晨大好。
0 b6 T+ T3 W5 C# r/ g2 [
4 d) \0 N. u& ]https://csist.kejie.org.cn/a559.html

: R* L' a# k8 p/ p( K6 `https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
) w9 @" p5 e  P! m7 M# O
3 o5 A- t6 B/ y& e- G) H$ U: y国家地理的说法。2 p* [8 u/ r1 O1 e" k
. |. h) ]2 a7 k$ G: P) l# u
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。
! L. c; P6 C% q8 C& g0 a$ U) x8 H3 i, U1 k* T/ Z
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 10:33
! w9 _$ x: n5 t' 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
) j1 ?# ?3 Q* k6 q) ?. \
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”
, K( X" }8 P5 D9 U/ o' i8 E& z# q5 W3 M! G' R; |
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
8 F0 D1 o3 m7 ]晨大好。  y) m1 v% J5 ~8 y$ z6 [# {* {
* Q* E. d( u4 f  y! [' j9 G: n
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
' S% G6 @9 t( O9 R5 Z2 |
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
" L3 m( z' d3 c* G( S* T: Q$ b" B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 ...

( {4 g" l4 B$ ?, z" o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 ' Q$ w7 O3 Q) d8 _; u; R3 D
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
1 T! O7 f3 |% V; y还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
5 |# \  i& R" b4 r2 k4 |

- l2 _' [* O: ^% C& l6 `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。9 F; w: O* K& U$ ~: c" E
+ k; N/ ?& Q3 |$ m% l0 s1 P: @
# ^5 w/ d8 a3 B& S5 w! A  E
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果4 u. ~: |, y6 S9 v

  L/ l0 G: m3 |. 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)- s4 o3 m7 R1 W3 ^7 ~
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
$ d8 g0 s% z' ]100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20( b; [7 @7 o. u3 N5 C* s
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 300 t1 Z) G  p2 @+ ?4 D
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
# j5 h7 N3 S! n300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80( L1 F: u/ R: |% k
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50( v0 V# z6 M: F* M2 T
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 410 A. P! H' g) y' f$ t
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
6 m5 G7 S* Y- I) h, r500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
$ Q7 h$ ?4 D) u* v4 K! E# o, u  S# z! F4 Q" H* V
" Z( ?% k+ e& Q, {

1 z" E! V: B0 x3 ~( k1 e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。
4 B0 Y( p( a" _* ^8 l3 d" \
# D6 [" {6 z  l+ p, b天体        平均直径- H5 {+ E2 f' c$ V# ?
月球        约 3,474 公里" \2 k5 C- p  V- q+ l+ S0 ^
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' @8 V% U" x! a' ]  Y4 ~
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？ ...
# r" j  U: K) J) _% d
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 01:156 b& h. G9 l" X# w2 p
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 ...

0 }  P( ?' j7 e& I9 X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% G. N$ P, ?' `- K  N( w. M- O
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 ...

& Y& b, H; h. C/ p" S动能穿深后引爆
6 `- A( d' |+ x# G0 _5 R3 Y) P8 T! i1 A2 v% }
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3 V1 n7 P. F, p  ?0 K

" V" `/ {8 w5 ^9 a4 C/ k" J, F$ p$ N: Q0 v
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。: a7 B( ?5 K# |9 z- j
! w( G8 e: N+ f9 ^. y& c

! a) E! d$ D! S$ I
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:572 t3 z! N! r5 o% j( _
动能穿深后引爆+ t7 D& D* J1 K5 N: C. ~
. O. |8 m& g/ q# y; c( Z# 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） ...

' I9 a2 l2 K5 j) b0 C  X& Q. \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
/ G, T4 O) Z$ d- v! n" w) t
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
, |. B) z/ j2 g+ p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。 ...

+ i1 O# P) [; N8 z" W( ]1 ~, u
, d. Q& r! X7 m" `& 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。1 X/ @/ `0 e% x$ I" A- @
3 i: o+ K) K7 A  _9 A, d: d
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。4 P- ~& C+ l# Q
7 L& F  _) d8 T' F
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。
2 P1 o" Y' Z3 ~) X3 g& m8 `
. [. Y& o- r4 U. a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
6 \/ l4 w8 X+ a1 L2 s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？ ...
& M7 U( V1 A8 f, C( x+ J) 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 13:54
0 H4 I7 `6 T, c5 u( J9 B9 _& D+ 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 ...
3 F8 k. b$ z/ U% _$ V4 P
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 05:576 a; [( X! i  B1 i1 k0 p/ o  v0 f
动能穿深后引爆( \" Z; D3 c" K; B; @8 c2 R2 J
8 r5 ?& P3 k. u2 n) Y6 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） ...
3 J/ q/ z: j: g. V; Z
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
3 V# g* K  g7 N& [& q% a) X: B; Z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 d0 T% `2 p' R) G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
3 T. {5 W- x+ B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 ...
/ |* B5 V! w! i' S3 ~% R, q2 Y" }
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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