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标题: 星际防御的工程问题 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 08:46
标题: 星际防御的工程问题
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。
" X# q8 l6 z! K% p$ |
/ S* ^. b+ J3 s  b1 P0 g9 k& a9 B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。
. J$ M. Y# X' ]+ C) W% e9 V& T! u# R( T: C5 S- u
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。; e" X9 J/ h6 r/ t9 g

! d0 i& P$ `5 M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。$ B" y  T. x! T. G- n4 `6 D/ d

. r1 d6 }" x2 b  }" u4 ~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。, e9 j0 n1 d& E% K

. f  I5 m$ n8 Z7 f5 Z5 l3 X换核弹头呢？
3 z* w# }3 L) {0 q9 X
/ M6 d5 a( e9 _7 V0 r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。
+ r: p# ~; T( M; ^+ y' e" Q( x
( F7 v# s$ D" m) \  L那核弹怎么摧毁陨石呢？
1 o2 E( `& w# F( V$ y6 F) n8 R
. O' s; t* }, b) Z还是我弄粗了哪里？
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 10:09
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
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 10:33
下山虎 发表于 2026-1-13 20:092 j  K7 Z0 V' ~
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

+ z1 l, w6 X7 u/ ]6 |5 [基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
作者: xiejin77    时间: 2026-1-14 11:14
晨大好。  O1 f9 w, h$ Y- Q: W$ k9 b

1 }, a+ n. F, Qhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
2 k7 t* {: E6 H6 z2 K. s" y3 d" {# M" g, a
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。  }* |1 `% `; Q5 H' W- J7 U
9 y( ^4 X/ E! r0 k9 K
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。
作者: xiejin77    时间: 2026-1-14 12:16
xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14
4 H' s8 F0 d$ {6 V+ D! L晨大好。2 X. W' X" N+ R% x

+ G# R( G7 z6 chttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
; l0 C- c4 H/ p) F$ ?
https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html) K" }8 l* z. N: }2 c

1 \# }, ]+ s* w. U3 E国家地理的说法。
; p. h; c& ~6 T0 Z! ^
+ `; o, D3 z& [( @- w2 t4 Q$ k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。
( ]2 j" J* X$ j* C/ G% M& H% D0 Y  s1 K
https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 13:10
晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
2 T6 P$ U; s  t* Q2 Q基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
& {, i0 c0 A) N* \! J, a
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”
; P5 A% V5 L. H7 @# `; B1 ^; E" a. V! @
https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 14:40
xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
+ p7 r: C3 t5 a0 I% o; q1 O) s) I晨大好。" `, }% U% [/ K9 G7 n9 w+ V; V+ G0 s
  x: _9 k! F) C1 z5 i
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
3 f" |- w; L, x9 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？
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 14:42
下山虎 发表于 2026-1-13 23:10; v) s, P9 K# n' t$ ^5 e& u
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 ...
, K) B  ~/ l9 ~. o
还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 15:15
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑 4 M5 q/ g3 [; |& _- E$ g
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42& ?8 m5 v) U9 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？

" K4 f( T* R: z2 R
' R; O2 F+ @5 d- W0 j) G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。
' H. s* A* @3 ]/ G. U/ `6 L' J& |4 b: G* ?& r

9 p" Y1 x4 Z- t' m4 T6 h) z$ G$ `( [/ L30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
5 P% \$ b5 `: E2 i- H' Z& z
$ ], B9 [, L3 v6 m0 ~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)
4 a4 S- S; n0 [/ Z% a- n100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 574 B5 K$ Z; U6 `. m$ W$ v
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
8 r, E7 b0 N: b( z3 e100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
& x6 ~7 q7 V5 u5 l300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
- ^! Z  U# f4 C6 R300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 804 Y- P" t* C' }. E0 [6 m. s
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
, ?2 g8 `, d: X: T: G. J* w- `500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
/ {) S3 c) f' C500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70/ z: d1 S) q' O
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
3 m( H8 l. H' S9 [8 L/ y9 @4 Y+ C9 s! U
) _* C! w9 _8 l( U, x; A% Y7 Y3 E8 \. V* F3 }( {3 g

( e. p  P) R* {& B# H* {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。
: }# C( p; H: n8 q: t; V3 m6 b8 ~: @! D) J( \' g! t
天体        平均直径
1 X/ m3 l/ h- C6 J% @/ G月球        约 3,474 公里1 M% W1 B( b! y% g( W0 y
冥王星        约 2,377 公里
作者: xiejin77    时间: 2026-1-14 15:34
晨枫 发表于 2026-1-14 14:40  O5 U" V) P7 `( F* 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？ ...

# B3 e3 q4 @% u+ c# P; `晨大，我找到论文了，微信发你
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 19:07
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
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 22:40
下山虎 发表于 2026-1-14 01:158 O7 O; i3 y- C* u# L2 P$ H& @. n, \
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 ...
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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？
作者: 下山虎    时间: 2026-1-15 05:57
晨枫 发表于 2026-1-14 22:40
  B: k9 `6 p3 G* `6 L1 J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 ...
- F+ v0 ~8 n# s4 ]' R0 `& j# g1 s8 ~
动能穿深后引爆) x% i" I, S$ C

4 Z3 T* f1 g, k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1 w0 s. c3 M8 ~' \/ Q; O. Z( p
; e1 q$ N8 Y" R. I: n5 C

& Y. V4 Y% d2 T0 H& k, f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。
6 X( N* K' l' A" D) n
! m' ^& P  f/ A3 I, V
  R" `; o( c$ V. M. `; Q& L( W9 ^
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
3 i! o$ R7 @! h  s* C1 P动能穿深后引爆
) e) C; ^7 c1 ~; j% G( k0 |1 n
3 f' U9 \- ?& `* ]9 {  e: y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） ...
7 l6 h7 ~3 d) J* W3 H% c" ]" L7 W
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。
作者: 下山虎    时间: 2026-1-15 09:42
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑
1 r/ X% _) b. B% t4 F3 A
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
# o8 M, q# w+ k: ]! v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。 ...

* S8 s4 m% H: V4 r4 q3 t; {$ N
* d; Z5 W& U% M) u: `# i, h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
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 12:39
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。, }6 _. L7 G' o- m6 H1 c
" z# d2 }  c4 Z. k4 d% 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。
# Z  g0 L# B8 U+ C! v7 [( F$ r9 W' s, N2 ]! _6 s7 B% O& B
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。
5 Y- d6 N) q* @7 V( y. @
& ?$ U$ R1 }6 Y- k+ i, M4 {8 {肯定不能依靠火箭自身的动能撞击来改变小行星的轨迹。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 12:43
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？
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 13:54
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43
1 r, i% p8 J" Q/ Y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？ ...
( \( A, _& v% F3 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
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 21:31
晨枫 发表于 2026-1-15 13:54
8 _" }% L- w1 u0 V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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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～
作者: 隧道    时间: 2026-1-16 21:46
下山虎 发表于 2026-1-15 05:57
/ }4 r. L" T$ o" H" s) t动能穿深后引爆
9 U) s3 G1 Z. {4 o  G/ Q  a8 u: e+ g, {' t3 `
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） ...

- M5 L. {# y  d& d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。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-16 23:51
隧道 发表于 2026-1-16 21:46
8 Q) A' Q8 `. a. O1 B: o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。 ...
# x. K# N9 r* j- b. n; F
陨石这东西很可能带自旋的，即使没有自旋第一颗核弹也很可能引起其自旋，后面的核弹打入前面的弹坑恐怕不大可能了。
作者: 隧道    时间: 2026-1-17 21:04
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-16 23:51, D" n+ F. l) |- @% U+ \
陨石这东西很可能带自旋的，即使没有自旋第一颗核弹也很可能引起其自旋，后面的核弹打入前面的弹坑恐怕不 ...
# z- L% A5 V5 g6 E
不知道自旋多快，不是太快的话，连续发可以校正过来。



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