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[工程技术] 星际防御的工程问题

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 楼主| 发表于 2026-1-14 08:46:42 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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。1 k, q% s( W4 q( ~

9 S& [# h  D. _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。
6 M' A# Y6 I! e* I: f# I' h* C2 g, U; T  j1 `. e) n+ `
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。
& _1 ?0 R/ M* A. B+ j3 u2 f% w# j1 g% p, {0 R" n3 B* B
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。3 |6 }3 f% ?  M; T. Y9 L

' E2 y6 p8 N9 H( J7 H/ A: _8 W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。
) x5 @1 l; g" K" f% j( |( g( g5 \2 s) Y" b  T5 O
换核弹头呢?
/ m! V% @% Q* L; x: b. k$ S3 V# O
: M% h2 M4 i# Y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。
9 I! S0 H3 u/ P, V; a
/ x: Q$ @# f( l9 a; `8 j* X2 N' j那核弹怎么摧毁陨石呢?
5 S6 F1 F9 Q& K0 E4 M/ x1 p. Q- i; r; }5 a) t4 V1 g4 V  _
还是我弄粗了哪里?

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40
  • 签到天数: 44 天

    [LV.5]元婴

    沙发
    发表于 2026-1-14 10:09:53 | 只看该作者
    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

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    蓦然回首 + 10 脑补出来了

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    板凳
     楼主| 发表于 2026-1-14 10:33:20 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-13 20:090 v( w' _. c/ D1 J' G
    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, E% e3 {' H5 Y  h
    基于动量守恒原理?那不需要超重超快的导弹嘛?做不到啊
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  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45
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    [LV.7]分神

    地板
    发表于 2026-1-14 11:14:41 | 只看该作者
    晨大好。5 \  t9 t) _" O. P) T& y3 l

    ; A0 N1 \. V% w7 K, S1 \https://csist.kejie.org.cn/a559.html6 k$ p$ c' v5 j6 W
    ' `& s& F4 _! a! a; ^# n
    美国12年就做过实验,洛斯阿拉莫斯实验室。; |" a3 X! K" x' g6 r
    - Y! E; z1 B+ p0 S8 Z" K* q
    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。

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  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45
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    [LV.7]分神

    5#
    发表于 2026-1-14 12:16:58 | 只看该作者
    xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14* J* b& w; ~# t9 a
    晨大好。, B! ]8 T$ n6 X; h$ K; t) z6 n
    9 {8 S; |% G+ S! w! G$ V
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html
    - X- c7 ?8 x0 J  |1 J& Y
    https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html+ Q1 _( q* I1 y+ v( `0 s) F

    2 |* {; N3 S% y. j2 ^国家地理的说法。$ R8 T, h* b  W1 P, g5 n2 ^* j; p
    5 `5 {6 E# X3 h, ~; {+ }
    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。2 t5 N/ S% r! M$ F% \  L8 x& Y+ @

    4 x0 J- n; h) Q, t/ n; J( Uhttps://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [LV.5]元婴

    6#
    发表于 2026-1-14 13:10:14 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
    2 i; l! {* c; C4 D1 h0 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
    % [+ Y' E( T1 l) v
    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”% {+ l( W0 q0 u# P5 G

    3 t6 o6 q3 Z. t9 {0 ?https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

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    蓦然回首 + 10 谢谢分享

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    7#
     楼主| 发表于 2026-1-14 14:40:54 | 只看该作者
    xiejin77 发表于 2026-1-13 21:149 w( R1 p' l2 R! m8 \* d# z- m6 c
    晨大好。0 m- o- Q! _5 T

    1 Z7 P% u0 M% V; V) n  Chttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
    / r  G! m0 l- |. Z' Y: q
    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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    8#
     楼主| 发表于 2026-1-14 14:42:00 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-13 23:10
    3 e3 \1 v3 p2 ]) h4 O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 ...

    ! n# M/ h( F' 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?
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [LV.5]元婴

    9#
    发表于 2026-1-14 15:15:23 | 只看该作者
    本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑
    5 W! @* s  \  F
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
    3 k3 n9 M7 c4 N% d' A还是那个问题啊:没有冲击波的话,核爆如何摧毁小行星呢?
    # Q/ @2 G! u" d, c+ L

    ' q6 Q& f7 g# H8 e- b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。" \* }/ p, R3 ~  O2 c
    2 T. B$ \& K8 U# Z1 r" O* o

    ' Z2 P# i" B9 p+ M* g: j5 a7 b: [30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
    . S9 n" _' p3 b/ H
    # A5 @$ ]2 L8 ?5 W2 L! a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)
    % ]! {) C5 D( u& T: t1 s( K100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 571 r$ c% w' R( W: Y9 ^. ]
    100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
    3 s3 ^2 |+ \) V  g6 h100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 304 I4 ]0 G* ?3 z7 d1 I% z4 ^
    300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
    + _2 ^0 `4 Y, J- E7 u300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
    6 u2 o# s7 H8 _( D300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
    5 u" v- l8 u6 @9 j500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41" r5 n' `: x1 ~2 r
    500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
    5 o7 w9 y: _0 M" Y0 n500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 302 W6 i  J; E0 q2 t

    + Q7 @. T  J1 ~$ J2 ^4 u
    & I3 \& u3 o' X1 ^/ O# Z
    6 A" y% h5 Z' @2 B% {  K9 f) 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。* O- M6 L8 ~6 @) C8 A& \; {

    0 B6 Q) p( r+ }1 F天体        平均直径
    : t& O: `% A* k月球        约 3,474 公里! u/ a7 K0 g! a( W- ^# j; v5 d
    冥王星        约 2,377 公里
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  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45
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    [LV.7]分神

    10#
    发表于 2026-1-14 15:34:56 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:404 v( z3 K$ e% z! H  l$ V
    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? ...
    4 |) j* \: {* x4 n
    晨大,我找到论文了,微信发你
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    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [LV.5]元婴

    11#
    发表于 2026-1-14 19:07:45 | 只看该作者
    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
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    12#
     楼主| 发表于 2026-1-14 22:40:22 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-14 01:15; ]! d- Y0 j& Y% ?- H$ Y
    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 ...

    3 @% ]! ~7 L( H- K5 q( w! U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?
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    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [LV.5]元婴

    13#
    发表于 2026-1-15 05:57:53 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 22:40$ ?% g) m" j& D) n4 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 ...
    7 F! p8 \' i& c
    动能穿深后引爆# X1 G4 X/ W- {, H- B

    ) E, ^0 k$ W4 b. Z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8 r+ `/ l: q- ?9 P, H6 ?2 \: P/ X

    ! e1 N! O' g# y& {' c4 x/ L# K6 k3 w/ v+ `7 [( ?2 G/ N2 I
    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。6 Z$ w2 B. r" j- h' l

    & _: S8 `- E/ \  `" ]$ B) K) @! \! }/ c8 l" b. L
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    14#
     楼主| 发表于 2026-1-15 08:34:45 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-14 15:57* n  w# {" |' _8 h# J7 V
    动能穿深后引爆5 z4 B: l7 m: y. L7 H( u

    7 U8 H5 i) u; _: D  ^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) ...
    : P' R" z. M7 |, 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。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [LV.5]元婴

    15#
    发表于 2026-1-15 09:42:29 | 只看该作者
    本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑
    # u4 H7 D- L( ~8 f# d6 D
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:34. P( N6 u- o7 v: K4 t% N5 J8 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。 ...

    + Z5 L, ^* K2 y# [9 H! Q$ y# I' a9 \+ c0 W" b
    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
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    开心
    2026-2-1 23:57
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    [LV.8]合体

    16#
    发表于 2026-1-15 12:39:13 | 只看该作者
    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。/ \: F8 `5 S# ?' {* @
    7 C3 m3 [2 K4 V7 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。
    + @. b; ^! R/ u7 ]( l7 Q( v0 g1 L$ W  L' q' D. F% C* |6 }# |) k
    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。' ?. w; t, J. w' A; m* _
    ! ~* Y8 n! k$ |/ J  c
    肯定不能依靠火箭自身的动能撞击来改变小行星的轨迹。
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    开心
    2026-2-1 23:57
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    [LV.8]合体

    17#
    发表于 2026-1-15 12:43:07 | 只看该作者
    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?
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    18#
     楼主| 发表于 2026-1-15 13:54:13 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43
    ; n* i% v4 k: k2 B7 Q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? ...

    8 z3 k& @; V% o* _' {9 K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
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    开心
    2026-2-1 23:57
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    [LV.8]合体

    19#
    发表于 2026-1-15 21:31:26 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-15 13:54
    ( J1 n. n2 X+ H; z4 {8 ^* q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 ...

    8 p1 k( k" `: ], R, P+ c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~
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    开心
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    [LV.1]炼气

    20#
    发表于 2026-1-16 21:46:21 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-15 05:57. H" m; U3 V. n! j' ^
    动能穿深后引爆- b$ x* B( |9 [) r' M
    6 @* O' O& W+ r6 s. y2 {7 |, }  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) ...

    : z' {9 I2 w8 C! `& m9 |/ L, V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。
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