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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。
7 ~$ [: A6 R0 ~1 o! N0 Z) A& z* M
" X) J4 t0 O8 K3 v+ \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。
9 Y3 X$ E7 t: t5 h. @8 g4 X$ u6 p' ~& W0 S7 r
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。$ e3 V8 |0 |7 p; N% r9 p
6 k  t) S4 H, P5 \# X
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。1 v0 a* K3 H9 W/ i" B- I
8 A0 c! y& r, w! P
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。
; c! D" C, j! {. k$ a! z: [# r8 k7 Z" Y  M% Y7 Y
换核弹头呢？
- N! D) R" g$ j' w, L6 X, m' ^& t( X! g1 I# R6 {4 \. N
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。
: C9 K6 M+ B8 l$ @) s$ N! j
, k$ A1 J; n; K: h6 Q那核弹怎么摧毁陨石呢？
# n4 X/ m0 y. ~- |' ]% f/ ^4 J( t8 I4 E# S
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 20:096 J2 H& u5 b6 R8 Q4 A4 P$ g
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

  f8 e' V3 P, ~& `* d, u3 v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。
7 C6 a- l( T; ?! o0 `9 j8 G3 ~. M+ P- x
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
* }  v! q' h2 t# {3 X4 E2 D$ o/ l0 i  {& f  c
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
' j( a/ c- r9 ?  C8 |9 D& V! w* u. r* p- W& {- m' |& L
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
* s5 h9 X' {1 }) M7 }$ W; d晨大好。
6 |0 i0 ?' P* @9 s
( P* U1 M7 [8 Q- d- ?4 c5 V2 Bhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
' P1 C1 d/ r5 K# i1 ^  r
https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
7 X- {9 F7 d% t1 C# z7 w/ z' d+ K  N3 V5 |9 V$ o1 _0 \( n
国家地理的说法。% `# P& @1 Z/ p4 h9 L

6 J% Z4 V) U: T3 H& \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 Q5 U: l* J+ l/ J' D
# c3 x1 }. T; B7 ?
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 10:337 O' n; \4 O1 b: W2 I; x! M
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

* s6 ?6 u: [5 F  \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”/ J$ G( Q- U* D( L. c' u

: i% v- D( d8 ~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$ |$ K3 [5 V* U6 i
晨大好。4 u# V* `# u% \, n% }' n& B
! g  ~2 b* p1 s- T3 j3 b
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

$ G1 T3 X* I3 F+ Y3 r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- R& T3 _0 H! \! @# o" `8 j1 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 ...
" ^! Q4 O5 c1 R9 J. p6 O# E% [. o" j  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？
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
. G. J& _, [% K  J8 p8 Y8 `
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42: S1 U$ s" Q2 h6 i  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？

1 Y- b7 {& Y3 {7 i6 h: r# ~
+ K. s2 n' b; D& |9 ]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。  X1 h% G  S# M: `

: m6 i& x2 O0 e9 W
) b# f: t0 _$ d30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果6 @: X! s% g5 m6 `# n2 \5 \
5 g8 a9 M( v9 r6 w* c
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)
* [0 G7 L0 s: s5 z! L100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 576 U" n) {  w. \2 M; L0 T# {
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
. O# j# O! H5 V( X* V) `8 E100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
: f0 G3 l# h9 p- i300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
0 p/ v' _3 N( H& |0 h, \$ T300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80, I- ^" ]4 M, v! h
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 501 i% G6 N' J, R* V9 a; l6 N' L
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 416 S2 n9 k5 N" ]  S% l; X
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
- K8 ^5 K6 X3 y  g1 ?0 Z. H500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 301 B, j* U( O# T$ u  N
. J/ i! u$ W  H2 q' g/ Z

- ^# O; k* x8 N
, S2 `0 ]" n0 s9 u5 `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。1 `, \  S9 e8 s4 f2 a- o) M
0 e" r; W2 ^: I* S% \, }
天体        平均直径6 N0 X5 F6 a3 T. @2 ]0 N; D4 h
月球        约 3,474 公里
/ t) h9 m1 \& X" Y% N/ q+ ?( ]3 ]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  ?: K9 X$ P% ^9 {! r$ F; T! O3 X: O
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？ ...
9 B7 Z% H5 r3 M7 S, b9 J
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 01:152 U. N2 ]/ \( s. J, I% E
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 j, A" f; T0 c8 i% C/ K; M* e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
  n& ]% F1 y8 W% @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 ...

1 s; g* r- H  a# m动能穿深后引爆8 a3 E+ p0 L( v2 `' n$ P; k6 f
2 a) d# V$ g" N$ j
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- f" J8 g2 \5 Z1 W
' Q3 K4 K1 s0 Z7 D

+ d, g. l$ S# U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 @0 b. |; c' t/ P. U; V% C2 R0 v

2 h! E- I$ B* ]3 S8 j$ B
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
; {5 F: {% r. ~, w, }6 S2 L动能穿深后引爆  G, Q' O, _0 r% m1 c! w- a

- Z2 Y8 k- [% s, @; H" x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） ...

! ?! H' E* Y! N( a# A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
0 I) J7 S7 A6 D; W
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
! N+ y: G! N6 c; a/ e* E' E/ ~! L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。 ...

1 B0 f5 R- }1 [, t% o, Y" G  q( v
) p& g# H; w3 B8 o7 I/ D  d, y8 G/ Z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。
! b* W) G& n) U5 l" d3 e
% J* G& ]4 l& x  L  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。: x7 f8 r3 H+ [9 x& ]" B

9 N& _3 ~' L4 y" q$ D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。, n1 P7 P1 n' H
: y) P/ k$ e% d# G0 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: 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
$ d5 m# p! T4 P8 c+ }& B0 v  n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？ ...

1 \8 k6 l/ n. U8 j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 |7 a; X5 x2 ?3 A! ?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 ...
% g9 o* g5 `! q: w5 T3 N: z- V
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 05:578 H8 F5 p$ q4 E& o5 H
动能穿深后引爆
1 ?9 r1 W; X8 P2 Q( Q- z! t! a7 f9 P& E6 i' e+ @4 ?
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 Y; l: _1 B0 Z7 @; e
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( \: Y/ g& e: _5 Z1 Z
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。 ...
  k+ l! l. x( b2 Z0 z
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
8 H5 }) D' A& V' l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 ...

& `% J4 @4 X" x. M- f( D/ C) d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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