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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: 5 天前
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。8 s" R/ Z( s* F; m: {1 g

& S+ s2 D0 ~% ?1 F; R2 ?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。$ Q3 ^  C( j8 w! d6 I
/ _$ j; q7 m; k
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。
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3 s9 G8 Q, H8 E  y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。
7 b2 o: q9 d# p- y, e0 E) K) k9 I9 t  v
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 _$ p& ~: ]! i7 D/ E1 f! X& c+ P0 L2 E
换核弹头呢？
1 z- r- z/ l2 ~; s- p: M. d5 w- j$ o; i8 [4 I) b, n
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。4 R3 ?9 T2 `4 Y& T* b7 |
7 n6 U4 \1 h+ W
那核弹怎么摧毁陨石呢？
/ A( j, v& y( T) g. Y5 U7 G5 t& L4 t
还是我弄粗了哪里？
作者: 下山虎    时间: 5 天前
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: 5 天前
下山虎 发表于 2026-1-13 20:09
4 r+ {' d& v! F! a- m  Y# u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

0 F" H5 Z0 r# G7 ?1 H( 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: 5 天前
晨大好。
/ _+ {5 f' `1 u9 w+ R/ R4 t( G8 Y4 T& E4 f& s5 I
https://csist.kejie.org.cn/a559.html' G/ n% e7 B4 g& {

# m+ ~, v. A, P9 K0 `; M美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。: V/ r% m) ]6 N$ |0 ]- T

" R* Y$ W( L. k2 x+ @! R# K2 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: 5 天前
xiejin77 发表于 2026-1-14 11:146 ?. |6 h* j$ F  U6 \
晨大好。
8 y" M  ?4 d, b( y
; I# P3 }+ Y$ `/ khttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

$ ]# d& g) l: d8 U( bhttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
$ _& p. @4 N+ l. Q3 N- i3 w
: I: A" T# k) {国家地理的说法。, h$ Y& J+ A  O2 ~3 i/ w0 ?
9 `# p$ K5 N* k% Z  s8 p! ]
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。
/ Z$ m" M) t8 @
2 ~+ J) t) Y) I3 B3 S6 jhttps://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
作者: 下山虎    时间: 5 天前
晨枫 发表于 2026-1-14 10:338 j6 Q8 e5 M2 B$ r
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

4 p5 j  W* U2 B0 f% K$ 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”6 g5 b6 F1 J" H# B9 h% H. h2 ^1 O
8 r& M& p7 Z% ~* X+ Z+ Y1 l- @
https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003
作者: 晨枫    时间: 5 天前
xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
' i( `3 o6 F. n# N& [7 A; Y晨大好。
4 I) `8 E; D3 e9 @- l: [; y7 K& [3 x% k9 }8 Z* t, i+ s
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
" I$ F) P1 _% p& P7 O& |* n7 f
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: 5 天前
下山虎 发表于 2026-1-13 23:102 `7 P8 J8 @2 l5 `
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 ...

+ |" s. b: S! L; _2 X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: 5 天前
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑
! ~$ s4 h' ~6 N+ V8 I3 \: U( k
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42# U9 q% |$ P& M# W9 a; J# a4 I
还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
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) `) p1 L/ N" U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 \- g- R& x. D2 E
" {# k* k6 h8 Y4 [
3 R; L1 E$ ]- \/ ~30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
% c3 P7 y* M! i% V4 i6 f5 t( u) I  ~9 |6 S1 D+ Q4 d
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)
: T' O! e3 Y  z' y! m- A1 {% B8 ?100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
+ X. ~6 k7 Z8 m2 y* C100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
/ o. G6 e! `+ B* K. y& F0 A100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
& E) h4 Z! Z6 J6 b300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32+ X- `+ y4 Y$ c9 w+ h1 r2 b2 U
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
8 q- B5 ]$ w, }: F2 S9 t; h300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
+ `! g$ f1 w0 t, l/ {) W500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41) x- D9 x( {/ h( B* a
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
! [% D2 z6 t  v7 z* m$ p+ a9 H500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30# m6 m# y* ?( c' m

6 c2 n) n! Q  f" R% }* g1 Z: b7 |+ t
( b3 \4 Z$ c; Y% o: h# C' A- g  E/ V) s% D4 O9 t; O$ d7 j
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。9 C2 w: X% X" N. h
- E2 Q4 ~& u. a0 K' e$ f
天体        平均直径
& S5 ^, _5 ~3 |! P9 A% f: z月球        约 3,474 公里& \8 t' b9 c% o3 w- ]- n9 n, B
冥王星        约 2,377 公里
作者: xiejin77    时间: 5 天前
晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
3 x, J% ?0 Q& W0 J! l7 w' @+ 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？ ...
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晨大，我找到论文了，微信发你
作者: 下山虎    时间: 5 天前
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: 5 天前
下山虎 发表于 2026-1-14 01:15' @' J+ _/ @  {4 [
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 ...
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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: 4 天前
晨枫 发表于 2026-1-14 22:40
/ E! ^, O( M8 P& [. H* c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  l- u$ T2 ], |2 d/ K0 j

) x+ e9 @' }! y0 J% b6 M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
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7 n6 [5 K* Y& d# r/ k1 c) e9 P# l% h- z# d
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。7 r9 f5 ?4 T7 E) z: T2 @- j7 S) `( x

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作者: 晨枫    时间: 4 天前
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57, \3 h. t$ Z! e! l; E
动能穿深后引爆; Q" g8 m( ]7 w0 P
# v7 F$ F! S$ H( k8 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） ...

  x( v- j. V0 ?0 b( o( w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: 4 天前
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑 1 p! L1 c  a1 i6 a
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
3 q0 t9 A8 v) ^1 c: D- `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。 ...

- ~0 H9 S& `  E, C, R6 Q$ \; T, }2 `" f6 [! 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: 4 天前
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。! c3 P" X: z" l; k9 n  m. {3 N$ l
+ ~, H- p# {% V9 B" w
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。
7 e/ m: B( R; u* Y
$ B4 T6 U* |) K% F5 D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。+ H7 w# m0 T: U. o3 R0 b  T5 W

: p7 S# H& D' u7 q0 H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: 4 天前
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: 4 天前
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43$ T  ], s, C4 G* a8 A
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？ ...

! ~. ^/ @) ?0 ^( A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: 4 天前
晨枫 发表于 2026-1-15 13:54
" G9 e: r$ E- N5 A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 ...
4 a7 B6 ^6 f" [& o
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: 3 天前
下山虎 发表于 2026-1-15 05:57+ d4 m, o8 z5 [! P* J
动能穿深后引爆/ e( o: h& O/ F. U9 b+ R
0 x# L4 g$ G3 w2 }5 D2 s
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） ...
$ F  t9 v; }4 M5 X) ^
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: 3 天前
隧道 发表于 2026-1-16 21:46
- Z- \$ C+ y) E4 @3 y7 h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。 ...

0 B. }. K# g) B5 R" a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: 前天 21:04
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-16 23:51; T" p& q6 q# A3 U6 c
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 ...
/ z* N3 T. c  t3 k' [1 k9 _" N' N
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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