爱吱声

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。
; V7 M$ _: r8 J; `0 Q0 c! O4 C' x- j  y7 c: F. S  h
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。$ O- `2 K  [0 r$ D; m2 z

6 @) `4 n: o) ^, f' W; y  E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。
; h( j/ R1 {" h8 A4 V/ Z' j$ E- F5 o7 M' G
% o* {0 p/ t. I8 q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。
7 h" r9 u* [* f  q( D  \6 s, P, X+ e7 _# t
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。  s6 X$ E0 Z- h1 I" {" N/ W( w
" Z, s! m* \' Q3 a% i
换核弹头呢？6 E" D. y' S: |: h
- [9 [( e% _; d$ D7 U
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。
* H6 ~  r, N2 G" B' q6 D0 I% U, a2 l& I& b
那核弹怎么摧毁陨石呢？
0 ]7 g' O+ h  m
) E8 [! p, ?' ~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 20:09* R; A" g6 @- W+ ?' J6 U( [) 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
4 X& O0 m+ U  z" `+ K- S9 D
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。
. P+ @! R# f+ C: C; j; @9 s2 o1 B' C+ |0 V
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
4 S4 v8 z! Q7 q) L
  I3 V' J4 C# _9 g+ A# V美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。: a( m9 N; M+ B% p8 ]
( E( R5 S4 \) |7 z- D: v) ~
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/ D9 @) [" [  A+ U' p" H8 t! L
晨大好。
! `  u3 g! N" z' C: E7 N: [, n7 V* a' R+ c0 {
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
9 T9 N; [; r8 g3 \
https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
$ z( q$ v8 s( R' s" z% {- f2 Y/ a0 C# W0 f' u' `
国家地理的说法。7 i. W4 C. _% I
9 m- y2 ^  v+ N% C3 w5 f0 e- @) 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。
; _4 [2 V0 K0 Q4 A9 X2 G
0 U, c; J5 }0 b, k3 l" I+ dhttps://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
. N  t) w' Z, R$ @6 C基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
- H. [$ J! @/ @5 O* E" }8 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，从而更加高效地耦合核爆能量，提升偏转小行星或直接摧毁小行星的能力”
8 E' B2 Y* I; E- \3 Q1 G! s2 e- p8 W- t' `! _
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, Y$ i2 J: k: b# Z' ?
晨大好。+ l2 c. V1 Z: k/ d0 X+ \6 U

. D4 n, Z; K/ g& P* |- qhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
7 g  }6 O3 \, s9 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？
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 14:42
下山虎 发表于 2026-1-13 23:10$ y" b8 E$ s/ s. x6 y5 A- k
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 ...

/ [: p+ z( I4 Z7 }6 ]2 G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 + x) u" u3 A9 |& z
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
. _- @* B' {/ 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？
% t# U/ M9 |4 h: Q* Q5 Z

2 p! B; _9 J" d( u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。" c4 L2 j$ `) L9 q5 }) A

3 B; c! p) P. |: M8 \+ ^2 c' j7 E
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
5 O, n2 P  O2 J5 D8 z; T! _8 A$ ~! W
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)" {. U, F& U0 O/ a7 B$ {4 \
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
; ~+ Q+ G$ W3 y& V7 h" i100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20# P2 c9 ?  ]* l7 R8 f
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
9 [% |, p: h4 W300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32. t* F- J  i5 ^4 \, Y  P. O
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
% h: C+ H* s# X8 O  e300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50( \" v0 V2 Y* d0 J
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
' C3 }& L/ @( T1 O% V500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
2 A! z! z$ L1 M. E9 k  ~" M500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
2 m/ {/ f2 u7 r5 H. y; d; V# f% {) P! _% \5 \+ Q" Y

, o* Q; X# W2 ?$ }
+ h9 O0 v% c  m2 ?" v* i  c" E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。
/ d: s% U- C' |! _7 Y6 Y; j- P+ r/ C
天体        平均直径
  z8 L0 ]& M: t/ n0 F. \0 @月球        约 3,474 公里3 a" k8 ~/ ^, m1 Z
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' n/ y, H0 F4 E: i* v( A2 o2 x
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？ ...

+ w$ \8 Y% X% s$ T; ^$ o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 01:15
/ d' c$ M5 [/ i3 V/ R3 p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 ...

5 w+ V2 Y9 j8 M" H4 T" 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
6 [+ l  v9 z! M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 ...
9 E6 e" E; B" v3 z0 i# A5 S
动能穿深后引爆
9 v$ M8 J+ ?( W4 {7 A
) y7 e$ W; k2 G' Z4 z& P) s% ~9 c, ?$ 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）组成
$ k7 C, ^& r6 J# o' v/ H) a! \
6 \8 g; \$ i) A. j: w9 g
8 `2 ]  |" y8 T$ r5 B+ o  O( v. H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。7 p: I+ C' \6 B4 W3 u
% p0 A) k; r; z; V+ |4 W

' }1 T+ ^6 }% F( g
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
, n0 h6 [% X9 d+ C动能穿深后引爆
- Z& |7 }$ h( m4 |$ d' w3 |
9 o2 P9 e  F9 M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） ...

1 {  ^1 W$ o  l0 T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
2 ~8 y; a7 A; H1 {$ V) g' A# j+ A: @! s
晨枫 发表于 2026-1-15 08:340 M" W5 |" E  ~
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。 ...
8 Q" U3 f9 a5 Y* \. S9 j  R/ F

9 U  A  q; D  c  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: 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。
5 x1 J" A' V! O9 `5 i
0 q$ j9 Y; H7 j; ~# ^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。# D5 d- L: |  S, g
6 J) w( F* W1 x: Q5 n2 _" G
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。7 |+ q. Q+ B1 U% V/ w: o, n

% x& [2 e3 B. @% r$ O; J1 f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
$ Z5 c8 F% z" m8 @) s4 `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？ ...
, c; ~3 d9 t, Q5 ?: `0 }
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
3 F; N0 y. }  Z( Z) ~, {8 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 ...
! s  Z0 \1 q3 l2 k, m8 Q
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; S% j9 f4 ?" l2 {
动能穿深后引爆
7 ^1 ^7 L% q* l; {. t9 r
) X" O$ }. C6 T6 l( C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） ...
- y/ J2 Y" v0 G: b7 O9 `. I  z3 c
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
3 J" z% q9 x: i' o/ A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: y1 N, [8 d7 f+ x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; N' C" G1 E$ z) O1 c  a
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 ...

3 a+ E" P1 y2 I, n" w不知道自旋多快，不是太快的话，连续发可以校正过来。



欢迎光临 爱吱声 (http://www.aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2