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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: 4 天前
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。3 V( J, |* l1 S' \

0 P% }3 c  s# _: 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。
6 E9 K1 M0 \. B+ ?0 ?7 a; p5 G& j' q, Q
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。" S9 C* o& E( s- X8 ?3 W

4 J$ o* a+ x. @* Q  G9 k1 B2 ?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。2 A5 R0 e( F8 t6 K7 Q: `6 R

7 }8 O3 ~3 ~9 _0 N$ _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。0 W# P5 }$ q$ j' I+ U0 {# Z9 ~2 A

0 z$ N. X# ~5 p: v/ T5 m换核弹头呢？
# H! X! [3 H# B3 S" [$ p9 m: F5 y" Q6 c
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。
& @! G% V. V3 k8 y, ~& b/ x! @8 t$ \
2 A6 M8 F7 \. ^: t# K那核弹怎么摧毁陨石呢？
0 Q0 v- }& e: t# V3 ^9 C( u" e1 g" y) {' G3 X  G' u
还是我弄粗了哪里？
作者: 下山虎    时间: 4 天前
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: 4 天前
下山虎 发表于 2026-1-13 20:09, F* P* E3 C/ N2 L% X5 H
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
" m% P' F( \) w( 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
作者: xiejin77    时间: 4 天前
晨大好。
5 M4 [* u" R" C1 s' T0 A% I' K* t  t" O+ u$ |* h' |1 ?9 D
https://csist.kejie.org.cn/a559.html% i3 z4 G+ Z$ g$ X
9 O4 |  v7 e) j: o  {/ w! h' P- P
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
3 H, N1 v4 \; h5 ?( A
1 m2 @  }. B, y" z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: 4 天前
xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14/ v: h* n( l) I) }3 B3 o: n
晨大好。
: C( ?* ?& A! H' H+ K% t/ m. g$ @- a0 h
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

6 g! y; x% n- M6 A* v, x3 `https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
/ g( B. i. d$ w( l& G: \  o5 Z7 T& F3 p  f% T8 s# J9 m
国家地理的说法。& L+ u: `0 g* `- u* p
$ w) g* S9 J  _" `: 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。
9 k0 h$ C- T2 w! l. I4 {; v; b
9 S4 D1 B( h9 i7 w2 [https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
作者: 下山虎    时间: 4 天前
晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
: F5 E# H0 y8 g$ u% ~4 K, a基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
( W1 F2 h6 E7 Y
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”. m) ], X1 U7 w; k7 P/ w1 }

+ C! s; x# q# ~: J( _https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003
作者: 晨枫    时间: 4 天前
xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14# @% Q" f. Y; G# X, k
晨大好。
) x: U- V- I* Z# G! m) y% {
: t0 h4 ^' p% J( v- ^$ D9 Y- Ihttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

$ J. x+ D/ L4 p2 \; Q6 }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: 4 天前
下山虎 发表于 2026-1-13 23:10
9 Z% l; T8 S& U& ~, 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 ...
4 B6 `. R- A/ f! e
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: 4 天前
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑
" x+ U0 V) A" q, ~$ w, p8 L8 Q
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
1 f3 A; G# n' @( G. \$ b还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

% }/ W0 w7 L- m, {3 m
3 j& f2 a9 h8 Z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。
6 J; n; C) u& S* z1 K% R! r0 h( C

, {: r, z1 w( [" ?$ M) T30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
" ^! x9 ^" j, h! z) B5 p# |+ R
: H5 O) K2 l+ L5 I3 i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)
% I/ l0 E6 G9 r2 G. d0 z) e100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 574 d6 r2 q+ j& |$ n% j/ O& x' l* V5 p
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
. ^9 e) Y7 l) e100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30$ C& C8 K9 p, d1 |/ _" x/ r, D
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32! a$ C3 h0 S& a$ W
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
; H' h9 i) W& ~300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
* v. y9 S" i  o+ A2 C7 y% ]500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
+ a1 X2 Z2 y, z: y8 M; R& S& J8 u4 k500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
% A( J" }; q  ?500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
" x9 ^# r+ _: Q" n
' v! F/ E6 ?- E- {- f( {7 o, }; [5 N! _" i+ f
1 ~: z# m$ O0 ~
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 A) h4 d) m* y1 H: M) G7 x% g- X* C# s
天体        平均直径5 P- f( W. U1 ^0 H- g! s. j
月球        约 3,474 公里' a; K9 e( d( @. E
冥王星        约 2,377 公里
作者: xiejin77    时间: 4 天前
晨枫 发表于 2026-1-14 14:402 S, f/ o9 q' f( x& t
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？ ...

3 \3 x9 k* n5 z晨大，我找到论文了，微信发你
作者: 下山虎    时间: 4 天前
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: 4 天前
下山虎 发表于 2026-1-14 01:15: n" f4 I' o  j# I) r
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 ...
% \4 I$ C" \& V6 r) 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: 3 天前
晨枫 发表于 2026-1-14 22:400 k3 A) {' U0 j. `8 K
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 ...

# M  @+ z- h! @8 g动能穿深后引爆
, S) u& |; M* b4 }- Q  X
  @4 Y1 `8 |% Z9 x8 n* V: l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, D9 B: m% x9 i9 O4 X. \& p
, v$ z# x, v8 c# w
" L0 {( x4 `/ q
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 p; e* O3 o1 J1 w

6 ]( p- X/ E- l9 ?* o/ @0 }2 m
作者: 晨枫    时间: 3 天前
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57/ f1 V9 G) n. r" j( \6 ~% j' D
动能穿深后引爆
# M) s5 W7 F) P  Y- B) M# D5 ?( o2 }9 W+ V7 H, U" v
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） ...
; K4 h- h& \5 |1 x
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: 3 天前
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑
- E1 f& e3 v! h& a' u; c
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
! r/ j. i4 Q6 U1 `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。 ...

3 A7 C( S3 j1 L8 C( d- T2 [9 s0 G1 s! c1 T
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: 3 天前
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。  Q. K" S5 j# D% k

7 s% r2 w, b/ e  K& Q" _* d: k! A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。8 }, l- I) R- R7 Q# f

( J3 A6 z+ }" q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。4 ~# A9 a6 k# a% y: }
! Q+ z1 X1 L! K# C) [, Q
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: 3 天前
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: 3 天前
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43! w2 Z" @, ^* ?: o' C4 c9 s) M
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？ ...

5 M. y* L; U# J8 W- B& T  Q+ 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
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 3 天前
晨枫 发表于 2026-1-15 13:54
+ F, w. G: m* D3 J" W" _. X" a; x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 ...

5 Y& _- f. [5 \6 Q) [0 K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: 前天 21:46
下山虎 发表于 2026-1-15 05:570 d; r, B/ r* a& l9 F
动能穿深后引爆
; g1 {1 o9 l, ?2 d, X: l- k$ u& s# ~" R( _; L
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） ...

3 j- Z5 z( e; W' @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: 前天 23:51
隧道 发表于 2026-1-16 21:46
- ~5 y! R! q  n( {9 V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。 ...
# J" S6 l% d3 N5 q
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: 昨天 21:04
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-16 23:51: D7 m% b% Q) ^  l& {5 {+ r7 g5 q
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 ...
  \5 }- ~# b8 ^4 ~/ m4 y- Q
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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