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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。
5 o2 L/ R' |" u( Q: u/ C8 b, s7 o" Z5 x0 Z/ W! x7 {6 O0 B
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。/ V+ c( P1 A% l, N0 o+ i0 a. |' ]

; J# M! o9 |- w. Y5 e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。
+ t( K% s5 C" Z( R0 I  y: \9 _+ z. A' O" I) ~6 Q2 {3 R) W# E
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。
* ]) f) `/ J: I& X
1 A7 P& [/ T& b" p4 W, A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。
: I& j# s! i9 |: s% s$ X# H3 K& y- p  g4 [5 @$ q4 y
换核弹头呢？
4 D$ h0 Z5 K: X: f" K# g* D" j$ N' ~' `0 [2 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。. o) e3 a, q! u" f- G
5 [" L2 l! C: Q0 m+ t2 K8 u2 D
那核弹怎么摧毁陨石呢？/ G" l. o/ H. P- J) D* ]
0 t& n9 T% i, ~( V% g' f
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
4 }* Q6 t0 S- l% F/ P) 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
4 Q" ?& P+ c% V' _1 V
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。
; v1 _: p# C% h! J+ }3 Z. q, F! n* I' V! V3 ]* z
https://csist.kejie.org.cn/a559.html' i: }5 ]8 {" K
: w0 n$ t+ G* b# c6 G& R
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
6 }/ |* g; F3 l! u4 V- p8 R9 l- c2 _' m
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. `& T& s& U/ K# D6 ?7 I
晨大好。, S; d$ l! z$ y5 [

* p! w) E4 K6 L' Q1 F4 a6 \8 }https://csist.kejie.org.cn/a559.html

, @) }( `% `' Q9 f' M  P* g. n7 i' {https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html- c! f4 _! ]! |6 a
) c! a9 B+ J1 {" Y0 ]
国家地理的说法。) `! _; g* B# s( G6 N/ ~0 P
6 \( V2 @  W( e! _4 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。
4 n) p, _% C) S+ U+ `- @4 ^& s6 J! z( O2 _. l, j* f  y- R
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
) Q0 ^/ v: O6 y+ p" K9 G% @& @基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

9 k3 T9 z+ i2 C. R; r7 E6 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”
. N3 ^" V4 r* ^3 M  D
3 K! [; s* V9 B. k& q: Vhttps://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% ?6 [" Q; Y+ R
晨大好。7 E* k& z. F$ c1 T
- x8 u0 ?$ c" M
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

7 P" R' R0 W) j1 K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
" m# x* I6 L8 C3 C! G  a1 {- U) h) ?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 ...
$ z& M# |0 m: ^  O& h5 n
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 , V8 G0 _4 t8 n
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42; F3 I$ q% L0 g
还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

" u% C5 s1 _) V9 a* J1 m# T
$ p. ?: ?8 N* d3 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。" F, C1 ]. E4 D$ k% a
6 D/ ?' ]" P* k' W2 }$ V" c; S
# M6 g, A- F8 a+ I
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果+ ~( q! y! ~/ w  i& A

# w8 V, `( \  l4 n6 n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)! f3 ]; W0 q1 n2 f
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
+ @- _( Q( |. G8 l* w* c; K100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
& e. |5 z& E9 h* s( E/ d100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30) h; {6 K  N( M- D( _8 G4 y0 K/ x
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
3 d& H* G2 b$ T) X300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
  ^( |* I& Z2 g3 b; ]0 g- s300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50" _0 m" e# K% e9 I, F2 k
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41; E" m+ M) u/ f
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
4 m5 Q& |! C; i! \500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30! t# d' m: \2 G6 T1 `1 q, u
/ V0 _3 ~: {" o0 h* e
0 H, g' V/ L$ `9 Z9 k

2 z4 {* b: @; {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。1 B* p  V6 X, `9 J. L" z- @

2 m* [$ o2 y' N  h- O! Y天体        平均直径+ T: O3 q( A$ s& ?
月球        约 3,474 公里2 d) y. P6 d, X1 x
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
' M' m) Z4 p2 ?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？ ...
. \+ ~0 m8 S! D4 s% U! f+ v3 B7 y5 O
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
. ]0 [3 U6 Y. I6 \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 C* M6 m/ M4 H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
: l1 ]2 n+ T/ `7 R" h  m6 w8 j5 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 ...
% E8 R8 f4 L( `- V) e
动能穿深后引爆# \* O. |1 E+ r3 m, \& {

; x' v1 `6 k$ 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）组成
1 Q' x# ^* q6 v9 b% k6 U! D/ w1 R
& _! [% n% r1 q
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。8 d7 e" J9 `7 m/ r9 }3 \2 [2 F

3 S" [. ?! t  |) Q
: L# n8 `# L- B
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
4 F& e4 s6 Z* j* p' }) d! E+ x动能穿深后引爆0 ~5 Y, f( ^& O; K) I% N

$ r+ D& @) l1 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） ...

8 g* y# U0 n: L4 H1 [0 B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
9 H" ~( Z/ k" i; X& }- d( `5 t
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34& T0 x& m& I3 a# h% h% @
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。 ...
% }$ D8 J8 J( k& G( r! \5 I

2 b0 i8 p: D' T. U; s6 {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 I0 o& I/ t! L, [$ V7 H5 [) E

" }& h- O- A  i7 e* {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。
# B/ j+ m. h6 Z: x: I, X& g7 J% l1 K" B8 v1 [. c# X" A
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。' s9 F. C: h' A( `! D+ ^" p6 f

; x. O2 H( ?  f  g1 E% W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; t$ ]5 f  L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？ ...
. C# y. O6 t% W& l
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
+ K4 H) n: V& M/ ^+ S9 w4 Y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 ...
/ _5 Y  n$ _2 y; B, A: ^2 D
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
% d, m. F- [# T3 j: r  @动能穿深后引爆( }1 g; _- x8 X  X1 S+ R9 \: v2 ?

9 e5 v6 c  P- \( \" n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） ...

! q# l) g( M" z* t1 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
0 y9 N2 J! ^- `; |: 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。 ...

5 n7 V' V& |" i4 ?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
5 o+ X: _" B. L! A4 C3 G( T3 u2 \, v* n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 ...

( i, ]/ Z6 b' B0 T* C( k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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