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。
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0 G3 Y# c% _" r; d& y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。
- \5 i, F. \$ t1 x
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。

9 i1 i: [: o8 p" D2 c/ g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。
& K, ^7 I( i6 R' l# u$ P, c
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。

换核弹头呢？

; a& l9 F9 b$ b- p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。

那核弹怎么摧毁陨石呢？
9 [1 g3 \+ l+ I# Z' j
9 X; A8 l& I. U& y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
; o- t6 e( c, i( B# O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

0 c& _9 h6 k- x) s* C% S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。

https://csist.kejie.org.cn/a559.html
' ~0 q) c* C- @: |0 ]+ Q4 F
9 e8 ], m: L$ c2 q& z9 V美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。

( h& ]% v1 ~3 Z4 x) c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
0 G$ e  ]1 h! W. p$ x晨大好。

1 ?$ ]% R. o* e" Z: }https://csist.kejie.org.cn/a559.html

' Y& W/ o) e1 t8 `, N; ^/ ^9 Whttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
3 w0 s: ]  [& z: f$ O
& _% U. E  G2 F6 b8 O0 J国家地理的说法。
7 y  y' T0 H/ _+ G5 [
% `7 U& n0 v. g4 Q) c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。
# a' t$ ~8 p# H  \3 A  R& ~
9 s8 C% D+ I* y  t- K) b# Mhttps://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
4 \. _3 x$ @' |& l3 V$ x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”
( J$ y1 g; C& l1 n6 r( N" |' P
. \( }/ K5 x; q7 c; b: _7 d) Q7 r) Bhttps://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
3 X( [& \( y; J6 Z晨大好。
& B- ~7 `( |8 S
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

( P# m6 G! Z! k+ @, c" {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
, L$ o) m( \: J' V" T; Q4 E: I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 ...

' R; u+ Z0 U( c& j$ X' Q" A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

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？

5 Y2 D$ N* ]' \' N0 }7 X) Y9 N5 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。如果深入行星内部爆炸，把他炸成几部分不就摧毁了么。

9 M( L; p- Z; E) n
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果

6 _4 X0 \( X# H$ \/ U; c! m: }7 e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 k( J/ O7 T3 l- W+ o0 U& Z100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
2 m2 K. A1 \6 L; g4 q* |( D9 t100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
) D6 \' x; N: j! o! _300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
+ k" h, X9 {) H' N  D* `( a9 ~300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
& ^' U2 p& d8 g) H/ `5 V300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
3 G3 q- p2 i9 k" Z4 X, d! O% O' v500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30



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
月球        约 3,474 公里
& M5 P$ L4 T' H. ~( P冥王星        约 2,377 公里

xiejin77

晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
3 ^$ V3 U4 I8 q2 w: 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？ ...

$ A9 a6 H) i1 t) R8 o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
% B# n* Q3 L* 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 ...

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
$ ?' N+ O4 k, \1 U8 D) 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 ...

6 H) M5 E% J: d$ G& |  \6 n1 Y动能穿深后引爆

' y3 G3 M9 F* p  }, h; ~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
) }: G/ \" W2 g3 F

5 o0 \& i" p' ?) A+ G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 g/ l  `. T- N6 N+ T# u

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
; q  J4 H/ X* G5 i% N$ d4 U动能穿深后引爆
: |. y3 _+ [: Q' j5 N+ z  z5 V
' N6 ?+ H- Y$ N7 C5 @' t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

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。 ...

/ I0 E2 o1 o5 I- O* f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。
4 G  W  ~, {) r7 R% q
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。
5 Z& \; H8 h, D% Q5 L, {0 z6 P1 ^
% [* N5 Q4 r: y/ T2 V* h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。

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
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？ ...

) N, ?/ t& d' ]* i4 |& a$ A# s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
: |( S+ ^" W! 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 ...

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
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） ...

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。