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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。
& z' z6 b1 r6 b! t6 h9 c- b: I. q- R' @/ d! a% `1 w
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。
, I3 k3 ?0 S% ^6 F
. v" k5 f. d  ^6 t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。3 v3 p  j: ^" U& O4 \$ e, C

# t6 b! u: X. `6 T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。
- A; [9 O' n: Z
! K1 x* D# [, x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。
& u- `: i8 o! p9 P- ]6 O" D0 z. g
换核弹头呢?1 }; t( Z7 b# ~! L* f
1 C3 P/ R' c8 {6 D7 [1 k  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。' I) Y7 u  X( J0 U

( R7 b6 A- r. |1 [那核弹怎么摧毁陨石呢?
1 N6 W. Y; p' Z+ A% |) o, ^. C2 j, }$ F& \  S3 p: B
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 20:09) I) R( i* j8 s0 S0 I
    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

    ( L/ K3 o6 \, l& @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。8 u% p3 N) S2 g& A9 [5 K& e

    3 n7 d" U# \8 xhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html( o& f& V) S3 `) @7 \1 y) j5 B
    - \$ `$ D# M1 F
    美国12年就做过实验,洛斯阿拉莫斯实验室。
    # ~; |; E( T! B! \+ u  `
    1 N0 q  f2 h% Z" V( w8 q  U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
    ( }) o: s7 k3 b0 Q晨大好。$ z2 [4 P& D3 A

    % P. ?" P+ ^. P* F; Y/ khttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
    ' U8 ?+ |" ?' B* ?. J# W
    https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
    ) n! T  O1 N# ?" s- i. P6 j; E! f
    国家地理的说法。
    . p/ t2 ?1 d7 _7 ?* {3 h0 A8 p/ s& |) {7 v9 w
    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。* S* w( x2 b$ s' }& f
    ) z  k7 q1 @% h0 h) c: {" [6 M# a
    https://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, p9 K3 m* _3 J9 W( Z7 S8 W
    基于动量守恒原理?那不需要超重超快的导弹嘛?做不到啊
    ( m$ e" {& @- q  t+ a5 J
    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”9 z/ g9 ~' J: z6 N! n1 |1 J! e

    0 T: K' ~: B+ p3 n/ O& Hhttps://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

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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 21:14
    2 d& x( W! k4 H) H1 d: K+ B晨大好。
    ( W( @& p$ ]8 E4 A- K7 ~) g8 T- k/ h
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html
    : k# g3 }5 S) Z$ x# 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
    & s; [& e) ^: j' G: i4 f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 ...
    # J: B" ?3 k& v. M) y9 J
    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 t4 M3 J+ e& v2 S/ Z
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:42- a0 s0 k3 v* C3 P! c) M
    还是那个问题啊:没有冲击波的话,核爆如何摧毁小行星呢?

    # @- T! z1 E, h3 B
    0 Y+ J7 L; N3 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。如果深入行星内部爆炸,把他炸成几部分不就摧毁了么。# k* c. V: ?: w7 F: R4 s
    ; p/ I; Z/ G8 l4 ?7 ]/ \
    2 U, f, g9 u. M
    30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果7 r: ?/ [+ n' o; H! l0 d

    - f- X2 y: D" q) O  G- Y& 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)3 B( R. p0 \6 }% _
    100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57, v' Q9 z. o: H1 W# K8 f
    100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
    % {  y2 s/ F. D/ n# a100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30; U5 P/ V6 v2 @9 w. F" I! W
    300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
    ; m# s) h" |' J/ d* A6 d# M300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80' d9 N, P' _6 U
    300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
    # @) m6 V* e! T  x; ~500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
    2 {8 I8 }$ Q+ \' {( A- F+ l0 |) J500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70' _1 c( \" N5 g3 n" S
    500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
    1 b$ a2 B: C: l7 b  g5 k* V* x
    3 w2 P3 B# \! ~0 J5 v4 X% O0 N4 s8 b9 [( S
    2 J0 `, o! B4 l) O4 M
    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。* D+ b+ [( H& I0 M* j

    4 v# a7 E  Z# a$ [1 g天体        平均直径
    4 Z7 u$ j' t: \月球        约 3,474 公里/ a4 f) X- T( v# u9 p
    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 14:40; k# b5 @9 s# @- ^3 N/ _6 `
    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? ...

    ( [+ ]" J4 L$ q* w! S9 o- N* ?9 ?+ E晨大,我找到论文了,微信发你
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    奋斗
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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 01:152 H# z! c, Q3 ^
    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 f/ w0 P. }% w( A! L( e" \% o+ V2 R+ j
    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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  • TA的每日心情
    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
    8 w% {5 d9 J9 d8 [2 N3 N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 t  Z8 G5 E7 e动能穿深后引爆7 l  {5 g) P: i

    1 W( C5 C* v+ c6 O# }7 Y+ E/ f  ^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
    4 U1 j/ v* z: J' S0 P7 \5 |, A# ?
    ; C8 V7 y; ^" [) \$ G
    0 C4 [8 z5 k- r. P+ z! R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。9 ~7 N% _8 s7 N. I
    9 s$ Z; M& H! X7 z! e
    0 [" [5 d! Q8 P
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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# W7 T! b: u) f+ u
    动能穿深后引爆9 X/ n9 l+ l3 e# y
    : Q, k) K% |4 a2 Y
    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) ...
    5 B- b  V4 C% T8 z% }
    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
    0 i# G! [! k( E. q* a" D9 j
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:34( [) T0 v- z+ o9 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。 ...

    9 x$ K8 M8 h) r% }! `, d+ p& p: m8 R# H  R0 T
    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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  • TA的每日心情
    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。- s. g0 r) n7 C' h" ~
    0 P/ {& ?+ X8 o
    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。( ~8 P6 j7 h* s$ I3 A

    4 u5 Z2 B' |3 P( I( 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。
    $ i& B) E5 T8 ~+ b% k! J
      K$ ^$ A9 O  v  s) L7 k3 E+ k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
    ' @$ A# q& v! J4 K1 x1 _3 h$ ~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? ...
    2 M( y! e/ ]# H( m' d  e
    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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  • TA的每日心情
    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# y" D( B( m$ B1 a2 b
    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 ...
    # [6 c, |0 y' z2 F5 R, J1 L3 I
    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
    2016-2-18 04:19
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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
    ! E0 t1 ~. R. q& ~) [动能穿深后引爆
      e7 Z, p0 E: N. B% J  R$ t, r, T5 y8 a
    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) ...

    5 a) L0 q7 m% \3 C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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