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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。' \, x" h4 @9 V
* W6 c8 C5 N1 z9 o
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。
1 R! |# w6 a/ `( d1 q; i$ x6 V4 q& C. a# g6 u+ t6 X( g8 m5 P: _
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。# F9 B# l2 K. V4 Y9 z" x1 z$ I

) c: m6 u1 f- m( A1 p- ]8 U; C3 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。
2 b# x4 i8 r- D" F8 l: w, x' e+ M  ?
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。
; Q: T1 u0 w! W- c
: T+ i- {' g2 @, H6 C: X换核弹头呢?/ E! l9 C3 E0 a3 D/ d2 Z' W: k

& N0 }& Z) L: D# P1 E0 z) w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。
2 O  U$ k7 O( J) u! U& ?$ U3 \2 R' ^9 H! N
那核弹怎么摧毁陨石呢?4 G! E& @  G1 d
4 ]2 O. \% f" [0 c
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
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    [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) B/ s8 |$ {' G% L4 y
    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
    % ~# ], {% v4 t' [. ?0 ]. V+ G* 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
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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。
    2 ?  a/ g; v0 l" E% b, a0 \5 S* F! ?3 y' L/ M$ V
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html' z0 R% V* M# @2 v

    5 l' A2 z; R+ u4 G7 c: H美国12年就做过实验,洛斯阿拉莫斯实验室。
    * R5 m% E% c- i! X9 q5 H; D) v1 i* N: @0 S( u" s
    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
    ) r0 k! ~0 l1 X8 e晨大好。( l5 D# J* R8 Y- H1 H

    , W2 V# y8 F8 T7 p) n* l3 V8 P! l: thttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

    . ]8 Q" u( A" e) d) X# |$ b6 `https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html2 r3 G: {  W/ ?: ?
    + i+ @" x' h; S( y
    国家地理的说法。. ]: Y9 `4 y% i9 L' t

    # n1 j1 e" W. x) t6 V$ |! \6 z- O% D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。
    ) ~( Z' F& }6 h. y9 F
    . s" z! m+ S) U; t* vhttps://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 10:337 j# b/ H) m; A7 e0 E+ `0 k
    基于动量守恒原理?那不需要超重超快的导弹嘛?做不到啊

    6 F: Z3 a: H) B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”8 F) l9 m& O7 f/ Y5 Q9 L

    ( s! z- ]! U6 W& I2 u* Jhttps://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 21:144 v2 I- o4 ^2 W7 }
    晨大好。
    & C0 g# u' z# S, i
    5 i1 v& p+ r. J/ K% p. z3 w) Bhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

    ! T9 Q7 F# A! |6 F6 O9 P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/ X# A5 P- J- b9 t, h+ _1 S
    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 ...

    4 ]2 F* M$ X4 E4 E# r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
    6 w7 B' A) x) S+ n1 J
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:428 h% g4 h5 r8 T/ q; U9 \
    还是那个问题啊:没有冲击波的话,核爆如何摧毁小行星呢?
    " O' w" C5 P3 O
    3 U9 |& j# V/ t2 D' I
    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。9 W- R/ a7 P- D! B+ c3 \

    # c# G  B1 `( H+ J/ [) y) t  H3 x% @) w" b# |+ r* Z& ~- H
    30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
    % l+ W+ d+ b9 t! w7 H5 C
    ' H& O$ }8 b! `+ x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)
    9 T0 y! O7 `: G2 v4 z100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
    . F: G: s0 f! A100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20. E. R0 Q0 _8 }! S5 b7 Q
    100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
    " f  `$ c9 w0 }! }4 C# X300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 323 I! D( \! p+ B$ v; s9 T) x; V* f+ R
    300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80/ x% n9 b1 d2 [/ V9 I1 s% A
    300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
    - o1 i8 }6 h; s& j" x3 g3 p500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 412 h6 g' T1 V$ |# _+ |
    500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70. [# H4 x5 [/ g; b1 E1 y+ W
    500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 301 Y  k0 N3 a5 u

    1 d# J5 u" h- [( `' N, n5 h2 F% E

    2 W& G1 `: @$ d) |- N" I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。
    7 O! ]4 t, }9 i/ c% ?6 Y" l, j2 N! m/ q  c# O! ?4 S5 N
    天体        平均直径
      B$ t  N1 w7 T9 M/ Y/ a5 l月球        约 3,474 公里7 K6 i% q( t! w& K# N6 l2 t
    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( ~3 o. q$ m; ]2 V  j2 F5 N. `3 a; b  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? ...

    & a, A& r, k( N晨大,我找到论文了,微信发你
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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

    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
    & M7 z4 W) K; c+ a1 {, s# z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 ...
    ; d" Q9 ^0 r, a6 D9 z. b+ 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- C& Z0 J0 F& p8 e+ j4 }/ v2 p
    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 ...
    ) C9 ], u3 u" n/ Z; C2 p9 l
    动能穿深后引爆
    0 j; a! N. {, @0 ^9 X! [4 D# Y
    / E0 b: q3 `( ^# J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
    + o1 }& m0 n( T2 E# p5 N. j7 Y; Y4 g% h) y, ?) c$ ]% A( z5 m

    / z0 i  F: R  f0 T- k1 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。3 l6 @. C" a+ f  J# U1 J
    5 l7 C. W  k& o& I
    2 e3 ]( S, Y- N6 l+ B
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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
      Q" e+ l- |" }2 l* G动能穿深后引爆& y! c8 u2 [( E  m/ ^) P
    1 P) W/ S" 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) ...

    & r/ _# n' ^* T0 n0 @& P+ t) t/ x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
    % O5 p) t0 n. c4 ?4 h9 K
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:34" g- [( Y, 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。 ...
    / h1 R# }/ ]. p2 o1 g
    1 {( d/ W, v4 t$ D) c* ?
    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。
    - d; Y6 |9 \8 Q  Q1 _2 K# u
    8 h% U! K8 Q  L# O1 W# V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。3 y. l& d, N2 r; G/ T1 B' I
    " X! i; j& J1 Q0 Y+ e
    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。
    + m# Q. S) @! j+ F' ~( q. B! g3 s1 B
    2 \9 K/ ~5 W* B& ^  ^; ^! ?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
    3 K' x* N! E# 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? ...
    % n1 p# m7 s9 i; b/ u/ r
    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( ]9 n2 {, R- r1 u
    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 ...

    9 b' N; x) D0 Y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 05:578 o0 [- W- ^/ T# q. E* v& v
    动能穿深后引爆) d( h* E2 |1 `" @) P
    ' H1 j$ N5 `* ?# Y( x# 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 v* _) j0 r5 y( t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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