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。
4 ~5 e2 Y) @! v; g8 N" ?
- E* [# [+ ]; S: H3 l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。
0 }' K* N+ `6 m: b& r) O
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。

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。
5 X$ Q' p$ e9 ?- W; Z3 X- U' b
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。

换核弹头呢？

; u& ^$ J# k1 x& D1 k( k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。

那核弹怎么摧毁陨石呢？
2 e  P3 T+ Z5 r2 w/ J
4 J/ u' d# ^% z: h. i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
5 S) |6 n) q# r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。
! U) n' F! a# y( Z4 O8 e5 `* T
! Q* M" U  a5 \; @6 n1 Whttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
" @! p( B$ w2 ~. r0 K
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
0 I: Q7 x2 e$ ?: T/ ?
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。
% u- W" T' `0 |. {+ l: B! ~
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

8 E6 [/ r) J4 J6 {6 C) J1 a# R* Ehttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html

国家地理的说法。
- S+ i' f+ H0 b* Q
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。

, J) v, B6 C  F6 j+ U/ H& ^$ `1 `: b. Yhttps://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

% {+ M0 w7 z- ?! K8 G  X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”
% r9 w* e( X- @1 U9 W- O) q3 f
  a7 l% w$ g6 L+ L- ohttps://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
; @/ Y% t2 Z0 w% x7 C7 _+ \* Y晨大好。
" \0 w3 A* \9 o+ `, a
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

  R2 r: }1 H8 |2 N" a/ l- @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 ...

5 N/ V2 x5 @3 s# o8 a+ f( I* c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
! N4 Q- n2 ^3 m$ X. ?9 J( s  b7 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？

, M: D+ s) I1 r. F- C$ E8 O! J8 F+ ]" @
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 Y1 m+ g; z/ T4 A: {( D4 r

# b9 y3 v$ k) B& k- x6 T30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
7 Z3 E/ D3 R& @$ X9 O3 Q9 M# p& J
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)
  _- A9 ?+ I5 |  @3 {100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
) ]3 d& B6 G+ W300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
0 ]. Q* t! R2 N+ M8 w) ~300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
$ m0 N+ o$ r; ~, C, l' K0 G  k; o500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
' ]" l9 y% r# ^, t- o500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
1 A- ^  \% r. ]& \" w# [- ~# E
- w7 v' e8 r6 v! r" x0 n1 D3 s' _

/ b$ m& n6 P- a- t  I( e: Y8 h3 G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。

3 n0 t6 W& f8 ?* T* K" I天体        平均直径
0 f( a. \& `$ I, R+ ~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
5 i2 d) d/ A; j' V: k  b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？ ...

6 |( @2 O6 z7 g" d8 A# E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 ...

. N5 _) @+ |- j, j) ~& U- W1 f( D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
1 a, F6 c0 X1 V) O6 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 ...

( S+ Q8 Z8 ?; C% T: }: J7 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）组成


3 N7 s  m! \0 A2 k# y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。
/ X, Z9 E/ D2 a  L  x+ d' ?/ v% m
9 D: [" p  P7 r1 ~% [/ G% g
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晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
动能穿深后引爆
$ X+ `& Y1 v# n
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） ...

9 g9 X$ H& D3 D2 f" T2 Y7 x' 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。

下山虎

- U( O6 r6 t. N2 q) ?( O( P1 Z' Q

晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
# X  U' ?/ F+ N" ]6 d' 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。 ...

) [  F$ c. B3 C- P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。

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。
, Y+ Q/ m6 j) t' T4 y
) [& x" e) Z. f  N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？ ...

) b4 ?9 g4 X8 b" e# l' [- n& h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
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 ...

' A/ M4 u, D: [( F' {- S! q( x$ \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
动能穿深后引爆
8 w0 L# e2 L$ O% [, 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） ...

- c& g4 J8 P8 L+ z7 E2 a2 l& q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。