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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。
! H: j8 \- y. T
. [( |$ X) C3 F5 i6 A7 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。( K% S/ J. d! D! I) A2 M
' ], `5 Y) p) [0 J
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。/ q+ W& |' H, P5 X+ |9 L/ U
2 v& h* z0 C1 n+ b* w
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。
# m+ k2 v1 b5 Q3 X& A# j
. J- M% w# Q" C/ [  f- z9 {' 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。5 U- e& _* B2 |/ h7 m; V& |4 {2 y

; w2 \- v1 V- W5 Q- s: f换核弹头呢?
* x$ t2 h3 W$ I" U, G0 s& p. U! B8 u: H: Z
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。
' [4 g$ T& s! j6 b* s8 c: }. C, P) K% b& u! l
那核弹怎么摧毁陨石呢?9 N( {4 P3 s8 q8 _  T7 N/ m; S
9 X" U( ?& Y4 F' O! I6 s' A
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
    4 |0 ~8 c! t6 ?' V! r7 }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

    ! o+ y7 e, M5 O6 J# F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。& s; y, t8 T; \
    9 ?7 G7 J7 U1 D- m/ T
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html3 }* O- Z( O7 d- m4 f

    * \* s- W" m6 K# g美国12年就做过实验,洛斯阿拉莫斯实验室。! J* j6 w) n1 F' K* M5 G

    ) j; s3 s* Y8 R; D! E% Z% 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。

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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
    ! k  X. T$ y/ ]& o0 q9 D3 W晨大好。
    . G1 W* G) A# v0 q. q. m
    8 t% c- s- q9 s0 c, V  Z2 @https://csist.kejie.org.cn/a559.html
    + x: t" ]7 |# b
    https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
    ( j. V  s" N- C  u3 ]- Q
    ! q6 J5 B$ @" [% N8 K: U/ g7 ~3 |国家地理的说法。
    , h; \( {- ^- U! m/ T3 P4 o' r0 X. y6 C; U
    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。  h( d+ Z% c' ?" J; s4 `; c
    0 X* w6 \6 F* F3 ?
    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
    ' y; i3 V; K! N; A, Y基于动量守恒原理?那不需要超重超快的导弹嘛?做不到啊
    . V" I* M2 J/ m' x( s' {' M
    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”: p/ s% g8 w/ a8 k

    * ?: c: K1 t7 c( |7 |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 21:14
    ) |" h7 X* L: F/ _' V# L6 M; J; m/ X晨大好。' C! d( J$ C* Q! r- ~
    ( p- k# z, O) M0 M0 s
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html

    9 T7 F/ n& Z5 R* i6 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?
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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! a) j4 D3 B1 H, s" |" ]5 i
    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 ...

    5 w7 O/ [5 X# S5 G* A9 \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 t, t& {  G7 {& S- R; s
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
    9 R) c1 w% d0 [: H: @- q还是那个问题啊:没有冲击波的话,核爆如何摧毁小行星呢?

    3 H2 n  i1 G3 r9 K& Z. Z
    ( M" T4 V% f/ v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。8 G: B" Q8 L* E: T& e+ _0 ^
    + ^  Y7 k8 e1 ^+ Y6 c

    & X/ |% F/ _% a4 X* T30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果7 J- m' H- q* f# v4 [8 Q
    % G0 ]+ g" W4 x4 @" N
    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 I6 f* a# n$ y' x- Q3 a1 _
    100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57, g) @0 @& ]( A8 d4 R
    100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
    ) `: D0 _+ B( m* V5 ]) O  Y) W100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
    6 u3 Z; }9 [  F300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32  U$ T& J& K4 f) W1 _0 _& p/ `: G
    300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
    , G  u; }( g  G( o, u; J0 E300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50" p# c. Q# l" L& n: E8 D* t
    500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 412 T5 C" s& d$ Y5 H" P4 A) l
    500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
    * X2 T; _) X1 v6 s* p500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 307 d# _# K- Y  H
    # K8 T! q2 P# j: d, Y- j5 }) v
    * c8 r* [6 R6 X7 A

      D  Q. [: y, m+ U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。9 [. y% v9 n$ i1 e
    1 P8 v+ n  m! d4 ?$ E
    天体        平均直径; R8 H: B" u( J( }" U3 h
    月球        约 3,474 公里0 l7 `" e. S! n: \
    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) n* m2 q( Z& q7 V7 S8 \) W7 ~" |, 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? ...
    5 V. s9 J' w1 D0 F+ M1 c! Z9 E
    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 01:150 j0 z( w/ b0 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 ...
    ( u- ^8 n; Z7 n$ u8 ]5 e! H
    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
    ' P' h5 _+ q( C2 {& ^$ Q+ o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 z; E* g, a0 W; h0 D$ x动能穿深后引爆
    $ o4 b6 T) @. P" _% z# z) C2 J( C+ L/ h" x  f2 Z5 d
    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
    . Y" m/ V. t1 F. g4 s- h* @5 Z4 [7 K8 s* ^+ ]
    ! }0 |% [$ Q6 n7 d
    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。+ f$ }6 A0 @( ~; @+ l! J% u

    ! t3 c: l- l9 |6 N) O, _) ^" N% l/ _
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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" z4 G4 L+ ~" k: H- e
    动能穿深后引爆
    4 A1 m  i: F) O( A" N7 K% R7 u6 M5 U1 \( u. {  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) ...
    4 ?8 S( \! X# I6 V+ T. g% g
    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
    . l7 U* O& Y! J  _; @
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
    5 ?! _' M) v8 Q5 ~, ~3 A9 V2 |2 b* A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 W1 x2 K7 j) R$ [$ V
    0 g  S  ?- x. R$ 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
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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。
    & R0 F7 U. G% L9 v. j& J
    . U" n  J1 A( D  L, c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。
    9 i# }" d* D! f. e/ ?$ B! L5 M& C
    6 T/ S% x5 F1 h% ]' D1 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。
    " x  R1 L. J& b, p4 B9 c9 N
    : N, I3 c- M3 ]$ R0 U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
  • 签到天数: 303 天

    [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
    5 W& w" f$ |+ N- O3 i7 d  l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? ...

    7 L: b1 U; y8 {. W7 V2 A* I- 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
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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( _# g  x& e3 U3 T( k( |
    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 ...
    ! E" j, A( w7 R+ z8 X/ Z. b% m* R- L4 l
    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
    : |7 R% z7 ?- g7 p+ \2 a3 J动能穿深后引爆1 _. [, {6 C" X' h

    % Q' ~8 h" V0 y( @! P/ \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) ...
    $ P0 ~$ d' r5 |0 _! C/ M- j) G
    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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