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。
7 t$ H5 _* f/ c7 X& O; D
9 X8 d% c, |! ]' v' ?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 M' o& H; B  |6 u* {1 l
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 `: j' s1 C: m5 y8 ]* G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。
" p6 w- w- T. ^; ?
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。
- h  b( n( ]# e; w1 r
, ]) ?. ~  k, A  l6 `+ {换核弹头呢？
: `0 t% V- D  i6 s" x
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。

0 N& x1 z) F4 u( F- b$ z那核弹怎么摧毁陨石呢？
6 E" h9 E  L1 y' ^8 O  S8 l
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
6 p( N# v% D3 [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

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。
! b0 v* J' R7 M4 @4 C* d9 p3 e
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

6 n% e7 e6 D. T$ i' V美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
. U7 ?0 Q7 Z: w6 ^
& ^" K, y- M1 ]3 R7 O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
晨大好。
! |0 R% P9 e& S: S9 q  D
0 J1 I9 H6 F9 h- Y4 I) u. o7 @7 z  whttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
1 q; W' D: P" p, z1 [; H, T
0 h( c8 B# k5 M& b4 \& `国家地理的说法。

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。

https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
$ Z6 K" t& t& M3 X  Y6 A2 m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”

https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
晨大好。
6 d3 e5 w8 y# K4 T; h
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
& D0 ^0 T, i. Q, t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 ...

) K5 {1 Q& h" V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
1 c9 {4 u4 |8 o2 Q% {0 W还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

* @, ]0 m) d# J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。


30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
% j; a+ `* s* u  G; {8 h* K5 b
  c  N/ u( }/ @2 j; Z: O% }! O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
0 D" h7 f/ x4 h8 H# w3 t0 e: q0 B, i100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
/ t; W  o7 k' t; Y( O8 n300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
3 R- n2 B" R( S& _& z  j% H300        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
$ ?: Y2 p$ {" U& b" j) X500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
' f, J. J3 q$ K0 f  P500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30

6 d3 v5 g$ Y) Y5 f! L  U
7 z! k: ^5 D6 `) M
3 [# {' W$ O! H$ [& b1 m0 o/ Q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。
/ y6 l! m% S' C$ X9 ^* z9 b6 l
天体        平均直径
) l6 |: c" |' K% E$ `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
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
( W6 ~8 E  P) [9 k6 d4 L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 ...

& P( N5 |+ c4 h& q) w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 ...

! R7 q- }( M, ~! ^6 r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）组成

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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。


% v, J% S) s7 P8 [0 b9 p" o. z

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
- a; e& K& `! r& U: k% M9 J0 S动能穿深后引爆
7 n! ^' n) 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） ...

6 U( s# |# o: R% e5 W; @  t9 ?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
! R' Y7 J* {+ G: k+ _# `/ t% Q. S+ O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。 ...

* f) u! _. \5 `, K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。

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。

! @% I5 H' W  B8 g( a' Z. y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。
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* Q2 E" G2 [4 y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
: {) P7 N; u# F7 c8 Z, x7 W3 c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
: L2 W; I; b/ ~" v4 h, J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 ...

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
5 I5 c, W9 J# w6 k0 P动能穿深后引爆
2 m9 W; v/ A: B, o" N4 j
  I2 d8 q( D. ]9 c* H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。