星际防御的工程问题

晨枫

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。

! U2 P: ?. x: B! u7 z4 y+ h2 H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。

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。
0 V8 P6 e0 F% X
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。
9 ]8 ?8 W. ~: {' b2 |1 W
6 K, w. h5 ]0 k+ 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。

& j" H6 \- i7 X8 d2 a换核弹头呢？
  X: O) O6 A2 h; B
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。

那核弹怎么摧毁陨石呢？
4 b. Q0 D& ~: ]: R5 F1 B
还是我弄粗了哪里？

下山虎

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

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-13 20:09
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

* P+ U2 s: m/ z$ Z+ b* C基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

xiejin77

晨大好。
  |: y7 ]& y/ M9 a, s
! w+ \" y4 S+ ~; H4 [1 F# ?8 @* O/ Khttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
& z  |* r6 U6 _$ \3 l1 \
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
8 `: s( t3 v+ W* q. G" l0 D
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。

xiejin77

xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14
. f! n9 l8 l$ ], {4 H& h晨大好。

2 L1 \' t- _$ f6 ]3 ?https://csist.kejie.org.cn/a559.html

* [9 R$ [: [2 Y1 e0 Z) \- _https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html

国家地理的说法。
! f; g& p$ ~5 h- n  ]: X
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。

0 ^3 v6 F" z) u  f" {" D' w& ~https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
8 k- o8 z  B0 q) e- d: t$ @基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

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”

5 N7 D5 Z) J. k. Shttps://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
0 _4 x& {; n5 q晨大好。

5 r7 z7 [% |# Ehttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

9 p, U# P  j) O( 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？

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-13 23:10
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 ...

还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

下山虎

( a1 r$ |$ U5 d

晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
) p1 c/ V6 w% 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 O; N# r+ S# t1 n& P) o- m( v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。
2 N7 C) J# ~6 V" {5 V' Z
* W* ]& H6 `! N( d
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果

3 T1 F4 |4 s4 q  f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)
" B" h( ~5 v5 Y, P* W100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
8 E7 A2 [$ K2 g5 V100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
  o% H) A8 H" n6 ?, F! L. Q5 I% n100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
4 J3 L. n8 s4 x5 \! r, U# G. x300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
- [: s5 y4 T8 r. P' u5 y500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30

& T4 \. }- K2 U& ]( @0 I& T
; O/ r: m1 w- S/ d  n$ X
$ X. w) q6 {* h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 F8 a: [/ h- v. @7 {
天体        平均直径
月球        约 3,474 公里
冥王星        约 2,377 公里

xiejin77

晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
& r$ ~( x/ q, Z  v3 Q" v/ L, S1 Z* ?. ?, S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？ ...

7 w& t! q! X* @6 c. T8 r% X* ~晨大，我找到论文了，微信发你

下山虎

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

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 01:15
3 H+ U: q5 Y) k# s3 {$ X2 |* ~, t9 @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 ...

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？

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 22:40
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 ...

4 z5 g5 R. a; e2 x1 k9 e4 A0 d  v动能穿深后引爆
  w9 Z+ W  q& a
# Q' U9 t: S% N6 G4 Q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
: T% \0 c; U1 M2 ~, s6 P

7 n' Y2 ]. T" S- @6 A) @; l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。
% j, I0 e3 m! B- ~& n( q
, g/ ?9 N- ~" @4 ?
. V* @  T9 P) d: h# ^8 S7 r0 i

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
动能穿深后引爆

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） ...

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。

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
0 B5 ]: d/ Y( O* I: `# m: b) 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。 ...

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

鳕鱼邪恶

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。
  c& I" A" U1 s0 w, P- W
$ t" a, j+ M* m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。

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。

6 O3 ^- U5 p7 V) i1 Y  X肯定不能依靠火箭自身的动能撞击来改变小行星的轨迹。

鳕鱼邪恶

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？

晨枫

鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43
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？ ...

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

鳕鱼邪恶

晨枫 发表于 2026-1-15 13:54
3 f- `: u+ P* A+ V+ v% ?4 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 ...

$ L3 `* A8 @4 R% M( D: j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～

隧道

下山虎 发表于 2026-1-15 05:57
动能穿深后引爆
; T: e( e7 i! L6 L3 F
  J" l; f/ [9 ?( u3 @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） ...

) v8 o& R" ~" `9 D; q# ]) r2 F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。