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。
0 O; j4 V. U" F3 w3 _% b" x
/ w9 P9 j3 I' N' d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。

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。

- q4 z- f5 z9 T4 Y: y3 _5 F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。
. f: E  Y& H1 B: K& A
) x5 j, L' ?! r/ V. C$ y换核弹头呢？

. O& F, j0 p' a( L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。
& d& ^9 l, J% j* j2 e, I
那核弹怎么摧毁陨石呢？

* ]5 Q/ [& P# z% B! L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
! u6 l. D& d4 l2 G' b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

. q: u4 t3 |% b0 f5 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

xiejin77

晨大好。
2 a7 p- b3 V. C; p: ^( F
+ _7 l5 w4 S' A% Rhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
9 w1 N7 E8 F+ H$ Q
$ w& C8 B+ [! {美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。

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。
$ o% v& c1 y4 p/ G1 Y( O+ }/ g
# |# e" j; h7 ^. ]" Y4 n% ?7 jhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
6 n! @+ Y0 o, B% U
' a# _' r. L: n! @0 ^$ N8 e% s国家地理的说法。

7 \3 X  V6 W2 k8 m( T- ^& T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。
$ T! Z' {/ B9 [2 y
https://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

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”
- A" \  D9 E/ [; F( ?  q* P7 w
https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
晨大好。

$ e8 R& }0 e! W2 rhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

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 ...

( s0 W1 ~5 P; ?- y- 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？

下山虎

7 h+ L* K' R; o  C

晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
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 o! `! p0 I0 ~$ v* i, J3 T7 I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。


3 F) q, s: G& g0 w2 `% m* S" y30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果

5 k; Q' t# D: w8 J; Y( 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)
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
3 _+ B+ X- R) t+ _100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
' ]: a% O2 M( ~$ G+ b, g300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
& t6 v6 _6 w* f300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
. Y7 f; F! ?' v3 Y# p500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
' J, N" R6 M/ M) @) p500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
2 d, {1 C5 @/ k# m) Z3 t, D

3 i: O, l8 ^( ~3 u7 a' Y) _9 p- t* I
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。

天体        平均直径
* N: W9 P$ \0 Z1 e月球        约 3,474 公里
; B* b6 j. o. i. O+ W冥王星        约 2,377 公里

xiejin77

晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
  b. l7 i, f* a4 y; A' A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？ ...

" H" H) i9 W: r% C) p, `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 ...

# M$ a! F& N' W; v+ 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
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 ...

动能穿深后引爆

6 V1 r* h; G& {# 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）组成

8 j  i7 Y; V/ v, l) g5 T) Q3 O
4 k& R2 V+ E" H8 l. ?& X5 p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 m) H. D2 d: Z7 D) c
6 O$ U  v4 _* A" F& L6 E; {

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
. U" h( j& R+ i2 Y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） ...

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

+ @  `! y. J7 y  s

晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
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。 ...

% m1 K2 A/ o0 C& U
+ M: N7 `' q) `% ^! L3 z* i& x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。
/ @1 o( X( [5 \5 |, _1 ~% `
! F7 g0 s- |+ w0 t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。

0 n+ Q2 h# h( c0 R* s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。
/ J4 b7 h0 }, E: ?4 `$ E
: K7 U& Z4 t* F9 c' ~* U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
* r4 ?7 Z$ B. z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？ ...

# [# B7 H5 \: F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 ...

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
& V; E" V% h3 E2 N* G, F' N( I& }8 g6 G5 q动能穿深后引爆

, @% c) b( V1 [5 Z  l( i5 G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） ...

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。