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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。+ |" \6 J3 \" F9 M

7 ~$ z/ i, k. ~# {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。5 v4 f& T  E' a. W% b
7 F0 t4 ?6 }# d0 f3 @4 C5 _7 d
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。6 R4 v- O/ i, s; b
# w5 h* {, i+ K9 e" k2 @( @8 [
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。
7 n2 f) Y, E/ b% `
- \/ d! z: J; d# d: |7 v$ [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。
& [: \: ~( ?, S7 Y7 U$ U0 N0 b
6 z/ a. \% S2 S, ]+ M3 q4 X  m换核弹头呢?2 X: `& {2 l# h3 w

  P, d3 o! T7 {/ l: K+ J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。, p+ e4 K8 h: u( T  o& ?

0 \  r6 x0 f& T4 k那核弹怎么摧毁陨石呢?! T' Y1 h) ]# e9 f) r! h5 ^4 X
' [5 }; ~8 X! S' K
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$ \% f. b, H: ^  S$ e; L$ O  F
    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
    + ]% P0 C0 i7 S' c) i
    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。
    6 p0 `/ C! k' d/ @! C; O
    1 `% {: B$ Q! [  [) D) |1 m4 g; c8 M; dhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
    $ |# U: g( ^% v3 q7 d  n
    & d4 m. W9 \( D8 a2 s2 F  c美国12年就做过实验,洛斯阿拉莫斯实验室。
    % E2 O. Y2 U% F+ m( O. m2 m4 o2 D
    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& W( r+ D& N0 L4 g! m
    晨大好。7 w6 e1 [4 w, l. N
    8 K# c! _7 A7 c( L* B% w- n# h
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html
    % R" j, t( o% Y' u8 D: e/ A- |
    https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
    ' S4 o2 z# h4 w9 b6 o- E2 P/ c
    5 A, ~6 f5 }7 Y  O! R* e国家地理的说法。
    # O0 U- Y' j# {) S; z. k% w& j' i; E
      h2 ]" d- A3 w4 X1 F* i' ^7 N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。
    & e& ^# N2 y' ?7 }" y1 z; B
    ) b4 p, M8 G9 j# o2 x4 _https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
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    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& O3 b- E4 }( e7 f  |/ X
    基于动量守恒原理?那不需要超重超快的导弹嘛?做不到啊
    & j" O9 r. C3 a/ w- M8 i! C& Q
    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”7 `3 s- k( l2 d5 c+ K! E% J* X/ u1 Y
    * ?6 u$ A6 J1 h5 Z" `& L
    https://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 21:149 O( l) Q; b) A: [6 u
    晨大好。  ^" a; w1 N/ E8 M/ D4 V; m" g* S
    - W& @+ X0 [" N5 x3 U; l0 H
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html
    & s1 K$ F% w6 n5 v) E, z5 J
    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 23:103 ]0 i8 |5 @9 W' D1 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 ...
    0 d& s5 D+ X4 s* 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
    % Q% C4 |- y) U4 m, N4 J
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:428 i# C3 [# K* U
    还是那个问题啊:没有冲击波的话,核爆如何摧毁小行星呢?

    / r+ `6 F1 ]0 ~+ Q7 ]& T) e- z. B8 l, K
    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。
    % ?/ E' h! r" h' g. O/ F8 [
    5 c' k( s9 p' _& y4 ^, O1 \6 U( W4 L: A6 X* r' t  ?" D$ p! a2 d
    30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
    3 Q  Z: A7 e) C$ E) A; k) `6 g% a5 k$ k0 b
    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)
      b7 v3 n4 M8 I100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
    ! x. l8 L3 Z. K" a100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 205 g0 f8 `; x  o- M( v5 w: r- ^
    100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30: ]) C/ J: E: [, ^7 m( y# X
    300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
    . l0 F$ H8 A# _  l2 Y$ a6 O1 p3 h300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80. x+ h6 ^( M* B7 S) y4 B3 m: Z. ?
    300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 502 Q9 P# F6 Z5 b  |5 g6 K
    500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41" V* C0 `" |+ `3 v0 W
    500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70+ n: {! ^, ?: J4 v
    500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30- m& {- V! q  q/ T, m0 e8 A

    ; e+ a$ d" i5 o
    9 L( X. E7 _* J
    3 z& z+ F: n) F$ f1 B% J0 E0 b8 C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。
    - |# P4 y3 n# W/ \& i. p: ?2 S  x7 F: ]" ?& Y. A
    天体        平均直径1 p$ ?, x, E0 @9 o
    月球        约 3,474 公里; h) p3 p2 p( i- 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 Q8 p+ K5 I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? ...

    9 v' K/ }2 j2 V  w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 01:15
    % ^1 f: Y% R2 o  j" d* 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 ...

      ]1 t2 h( R% Q6 Z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
    " `1 }3 t8 A) U3 G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 ...

    2 N- Z+ X+ S4 K动能穿深后引爆0 }/ b2 A! B' q& T2 G
    # O# d4 {- F" [5 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)组成7 B$ j: R& ~( h9 B
    ! }% e7 ?& A6 X2 U
    5 s/ m8 J$ J' Q0 q9 s1 [
    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 ^5 C  Z! |7 G7 C4 Q0 p) H. i$ P
    5 G/ ?, q1 w! j9 e7 D3 B* Q, u& a, n9 M9 V
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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' ?4 F4 p6 i4 e: k  T1 x* o
    动能穿深后引爆+ ]2 e/ U% F' b9 [  m
    + t& |  Y1 R9 z; `- x
    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) ...

    , K7 c1 c' n1 K- ?, 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
    ( {( K! D; B& g6 F& |( q
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
    ) C% V/ ?& {3 d. B8 h7 f4 s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。 ...
    / S9 C9 |# J% y; l# `0 b

    ; c# n/ y4 x0 K, a0 _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。9 L4 {  ^0 @% o6 I! B7 ~8 @
    * v$ t) [2 B. ~. o8 Z4 x3 ^, ^1 G
    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。
    $ R, h3 f* ?5 u. [$ l1 A/ d  i0 T  N9 g0 n/ m/ O1 b8 M
    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。
    3 w" Q9 H! I3 s% S; ~6 M; ?1 O% a' |" B( J& _! }. }$ ?
    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
    , \  V0 H$ f; }" l3 `" Q6 u+ h" E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? ...

    % L9 [) z6 H4 p  |9 b) i) L; [* N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
    8 q- P# t, {% M0 J5 Y- P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 ...

    , X( t4 N. F( g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 05:571 S9 U. H6 b/ @& D+ r: }$ X
    动能穿深后引爆
    . n( D' p2 I/ I$ ~% g, f' m# C3 H9 P7 h7 r
    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) ...
    . ~) L3 U1 L2 ~
    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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