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。
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8 I& Y8 ]9 T$ I6 n* ^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。

, Y# h, o* ?, Z: p% H  o3 m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。
, c5 S1 W0 F% x6 ~. x; c8 B: I
8 f# L/ J# L" U9 t# r9 b0 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。
) V- R8 ~& G! K( O6 O0 {) Q
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。
8 W" Q4 S5 A- o! d1 m1 P
换核弹头呢？
" Q7 Y& Y' Y) k* Q" H
: [4 h5 {1 e- d9 N6 b) F9 t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。
; Z8 m( q6 S, \% N* R
那核弹怎么摧毁陨石呢？
, q) y! l1 w2 Q' l. O
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
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 s6 Y* x1 o6 H6 H- b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
+ r# n- ?" F& e% f) l+ W- e) T0 p5 K
8 W5 g) M- M1 O5 A# g美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。

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
. t8 l% C; F+ [4 v% S晨大好。
7 t; m6 @0 j- s; u7 a' X6 P
9 [- k3 s% K2 B3 K1 s9 Phttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

& g* r7 w# O1 [' e' Z! Q% chttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html

国家地理的说法。
# ?5 \$ i  I1 l3 s
4 T" W, Z# J& ]; y' g, M7 V( k7 r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
' f) ~6 i. a! Y" C  R9 ]+ P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”
: g5 c9 }/ l7 c1 `! Y
) w4 z% U0 T& Khttps://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
1 c% X* u2 O& f% s晨大好。
# W8 w9 V  J1 I4 b. t
* `! j" h0 w3 Q' nhttps://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
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 ...

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
( O; m' I' {. w" A+ D/ }! ]还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

2 T+ `8 \! y7 j% _8 m* |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。
; z' \5 {4 s( [8 q2 n1 {

30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
# w6 Y3 W. W2 E# Y" B. a
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
. L. f1 o0 k! p! P) w/ \$ m100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
7 D0 l- ?9 B/ K# L- T6 M. t: s300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
% V8 O7 D8 P7 b! z- _300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
' F& c: E5 {* o% ?, {8 M500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
, Y" `! x2 H0 G! a* ?- I500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
( K5 u& W" |: ], C  V$ F3 I500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30

; r( M2 E3 F; J  F0 Z& g) N- v

/ o, S" r; x+ a' ^0 {& n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。

; l8 [( H. v' i1 E9 a% c天体        平均直径
月球        约 3,474 公里
$ ?! u- ?; h4 P; {1 y# o冥王星        约 2,377 公里

xiejin77

晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
3 c7 i3 y5 h. @2 o* o! 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？ ...

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
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 ...

# i: n; W6 r+ G: |. F8 \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
3 t- b% [: H$ z( B- g
+ J( }! G+ p2 k0 \3 s8 w$ t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
/ B  `+ e- h2 d2 z  K+ s
0 O  L3 T$ }1 A% s5 u0 z+ V
1 N. j& ~/ }; Q* [2 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。

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
) z# k- v/ }9 K; m动能穿深后引爆
  G+ ^" I/ h: l" j! ^6 {( t
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 q+ \: [6 r9 b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" J2 ?# l! X5 H& F

晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
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。 ...

. S6 |7 J+ X3 D3 t! l: x
9 L8 s" w( Q( s( {# s8 O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。
( U4 e# t5 M0 P& @
* w! x$ j, n: d7 [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。

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。

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
9 Y& ^4 Y8 H+ c! x& 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 ...

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
3 d0 w, d+ t' V3 l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） ...

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。