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。
+ h, ]4 ]6 p' ?. m" m
3 ^$ e# O8 p& o; }1 U/ G6 t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, S3 {/ Y' U' C2 y
$ C& P( P4 M5 j  o3 I7 B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。
8 b- }# M/ h. z# f5 E
+ z1 r/ `8 W/ h6 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。

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。

! q6 _1 S% i* X6 g换核弹头呢？

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？

" U3 Z0 z: s. M  J5 N' f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
+ o  K. t+ p/ w' r# [# K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

5 C- G( v! `7 X3 G( {! 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

xiejin77

晨大好。

https://csist.kejie.org.cn/a559.html

; M& x5 K  l( V3 U美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
, k8 X5 M7 z8 V4 R  n( W
! x: c4 ^" i8 t4 o6 C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
7 f: ?: o' n- F9 |: @2 q晨大好。

3 k  a- i* y" y5 M! {0 b* n# I  w' `https://csist.kejie.org.cn/a559.html

% x$ v4 y2 y# ?0 @https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
' {$ ^( f0 W# X, S, }
, W1 ~& d  m; J国家地理的说法。
! Y- Q1 n7 L' f6 J" @/ l; Q4 m
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。

+ T% I' E4 E2 p( X& M5 }https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
* S( S6 ?& T3 y! U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”
+ O8 h. D, W3 o1 ?8 Q% q4 p
https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
4 L% b, X+ j% o! T0 |* Q, _# r2 g晨大好。
1 I# d0 R, V8 m4 `- ~. ^
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

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
, B% T7 v! f/ C  s6 L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 ...

( ?% l: u4 A3 E& B" h$ [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

晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
7 n' _  V9 I" @1 i( K还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

' _, D( n" e, g! U! \2 p4 r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。
/ }7 O+ ~% E- M+ U1 V$ A8 t

30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果

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)
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
: t" h8 n5 s' @; S7 `300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
- i8 j$ S$ d9 ]! r5 n3 x' M, D500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
. ]& q8 N/ ^% E. k5 a! v500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30



5 }+ o4 g) n5 A& H, }8 T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。

天体        平均直径
' M* o$ T1 H9 n# T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
( p7 a9 f; I( @1 w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
# v; B1 y; X. q6 J! j! 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 ...

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 ...

动能穿深后引爆
( c8 e( O, Q  D" E
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
# j2 r4 B2 y% m3 X

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 I3 g5 W# t. k# O' n6 g: T; L' b

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
动能穿深后引爆

+ [1 p8 J" o" V# f4 q1 \  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） ...

2 Y% A  \' x& E5 r8 U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

) g$ ^! h4 r6 ^. z4 m

晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
' i& B6 }0 Q; t& P. p* E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。 ...

7 Q3 U% N, R, e# J/ 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

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。
0 F+ V+ q+ _# H: y1 b! N
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。
+ F: k2 i- k6 Q3 i8 _
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- j! e' G& _% T" d
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
/ {: W( J/ |1 y5 `. w8 H- ?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 ...

" {* B  }3 y8 X% `, j: w: q: b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
( Y; m8 Q0 T4 j: O' p3 Q
" Q# U- m; G+ k& T* B2 ]/ 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） ...

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。