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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$ l/ M2 F7 q. C2 @- d4 I$ e: 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。
  y5 B0 ]7 ]" \- q8 P' y  v4 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。
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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。
" y) b( }) k% g  t) l
" w; I( J% f2 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。

换核弹头呢？

! Y" S1 v" s4 [# C" j/ q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。
9 {0 \; ^5 v5 O( }3 E- o& @/ c  y
那核弹怎么摧毁陨石呢？
, d$ K  ]0 ]4 d
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
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

' g/ p4 o8 u: T9 _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。
9 \# D# h6 A0 s7 ?1 c/ Q2 D
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
6 n6 a( }! f6 T  O
2 ?1 T$ @. t/ ^& ~7 a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
" ^+ T. `7 k& l& q. P晨大好。
& t" Y4 `+ m$ H7 u" s4 A0 Z: p) t" \
. @; N7 V; c& |# vhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html

  `2 t4 z4 y- w8 F国家地理的说法。
2 {$ T. S0 R6 T
3 u, t! V, M8 y! n9 Z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。
, A1 H% z# {  d# ^$ C4 y& t; W: x
2 q. v. q8 G- D3 Rhttps://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

3 u) _1 k( u) U; S: C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”
, s/ Y& L) P. r6 [1 B' c
* v2 J$ o. {8 E; A: \/ s( G$ v2 nhttps://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。

8 B( l# S8 u$ R0 ^7 x6 k/ |https://csist.kejie.org.cn/a559.html

  M- \6 u. N# t: {0 D5 W" I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 ...

" |5 y: Z& h8 m0 A8 ]8 K. Z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
3 d7 l! j. |7 v# |$ v. h还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

* B0 s& ]( ~) c- q2 k
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。


0 u$ K# Y) U2 C! `3 c/ ~30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果

4 q  U' C& u5 c- T1 L6 |* V$ b+ `8 ~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)
. J4 ?( w) ?( B: A! p100        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
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
* D% ^. B3 a6 }. @500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
0 j/ ^/ D$ f4 l" i% E500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30

( w7 D. ]! U2 h; V
8 m9 j  D$ V/ N* k' f4 l
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。

/ Q- B. B) M2 Y% a% K# L( R  R3 W$ I天体        平均直径
$ K0 ?! P$ \( ^  L8 x" D月球        约 3,474 公里
冥王星        约 2,377 公里

xiejin77

晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
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" E) h7 Y: R4 U5 ]* w$ X5 r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
8 i5 D+ b+ M3 ]& V0 ?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
# _" U0 W% D% |( j! e: |2 Y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

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


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 `# w+ u. m, ^1 B
; b2 H5 ~" V7 M; X4 G

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
4 s. ^, Y# W  i3 ^2 z  T动能穿深后引爆
9 i, d, @6 _$ P2 ]4 e0 v% 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） ...

  N, 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。

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。 ...

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。

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。
# K* I( L3 J0 H8 T* S( m
/ [8 r3 C& h( G! m4 Z# w/ y$ o" e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。
! o( t) r; J. P4 |' Z' p
$ Z% t+ f, i7 l9 m( N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？ ...

' w# y; m  ^2 N' C7 }; H3 B, H3 E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 ...

  {) q0 e' G  H& p; E4 l7 e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） ...

6 X8 n( m+ x0 R; [0 s) s- P* E# Q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。