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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 星际防御的工程问题
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[工程技术] 星际防御的工程问题

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晨枫

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楼主
 楼主| 发表于 4 天前 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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。
2 Z8 k4 s$ q5 W  g7 }, D7 b6 C" n8 p2 y2 [' n
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。' B( Q  K4 }$ A# C

; [' c. o! c& B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。
& [. y+ s6 z2 c! [4 \
% @# Y, j; _# z8 K3 E' G& o* a& @1 H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。" A2 S  J9 P$ S0 c
/ d/ e& H6 f, A0 G4 j& j( k
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。3 {' ^4 {) I, [, |
9 V: }2 E2 V3 X* j
换核弹头呢？$ c5 z* {% G' Z2 u7 G

: e4 ?! F+ b2 S: t. f" X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。
% p4 S0 v0 v& u' m6 @4 b- [8 d. c5 _
那核弹怎么摧毁陨石呢？
; `; ?  Q! f0 C7 q$ p/ X5 L* x' i* y) t# Q+ N6 Z& S1 w9 n5 f3 ~
还是我弄粗了哪里？

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下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

    • 签到天数: 44 天

    [LV.5]元婴
    沙发
    发表于 4 天前 | 只看该作者
    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

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    蓦然回首 + 10 脑补出来了

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    晨枫

    该用户从未签到
    板凳
     楼主| 发表于 4 天前 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-13 20:09
    4 W8 c" d9 N0 p5 P$ Z2 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
    : |, \6 a& Y" `8 V! g% K" g( W
    基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
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    xiejin77
  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45

    • 签到天数: 227 天

    [LV.7]分神
    地板
    发表于 4 天前 | 只看该作者
    晨大好。7 R( ?" ?1 a% R6 g

    - Z. p+ c1 _7 _) rhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
    3 j" g0 V$ H$ x. g# X  @4 a! f3 i4 a4 O' k4 M
    美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。" S& N( ]+ t+ V7 {! r- s4 h" d' \
    2 P5 Y( x4 t7 d8 Z
    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。

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    xiejin77
  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45

    • 签到天数: 227 天

    [LV.7]分神
    5#
    发表于 4 天前 | 只看该作者
    xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14  g. q, w; l5 c
    晨大好。! n2 W" o  r1 `8 ?
    4 `, H$ C3 X+ T% x4 k6 a$ ^
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html

    ' y8 j% d8 {7 T( _! ?: g, Chttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
    3 c' |+ l$ M; r# T# L8 X- e
    6 ~) K7 y3 j9 `- j# Q. h国家地理的说法。& D1 u& A$ \$ Y. D$ L

    4 u9 t$ M+ R7 D; k& i5 Z4 _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 ~0 F3 u, N# J  Y: n
    ' Q  F' P8 V; p3 G; {' S/ i
    https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
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    下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

    • 签到天数: 44 天

    [LV.5]元婴
    6#
    发表于 4 天前 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 10:33: t7 [0 n  l& e  d& F# K& O
    基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

    # J1 s  J( Z' d" 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，从而更加高效地耦合核爆能量，提升偏转小行星或直接摧毁小行星的能力”, P8 l$ R) I# ~. J' ~  u

    ! G6 N, j9 W) ?) U7 Y" ?, I/ @& shttps://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

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    蓦然回首 + 10 谢谢分享

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    晨枫

    该用户从未签到
    7#
     楼主| 发表于 4 天前 | 只看该作者
    xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
    - J, m+ u6 j" g5 V5 X晨大好。
    ' ]( @' a, F% i" `
    $ ]; |/ z* m' Z5 C% F' shttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

    6 x9 r7 R% Q2 I" \% L, E% W8 k2 q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？
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    晨枫

    该用户从未签到
    8#
     楼主| 发表于 4 天前 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-13 23:105 v: t, ~- L, V
    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 ...
    8 [1 A2 k1 r/ Y! s
    还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
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    下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

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    [LV.5]元婴
    9#
    发表于 4 天前 | 只看该作者
    本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑 . B# B! A  e/ G# o+ C
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:42- _; }2 T# \* b. |' n
    还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
    " b5 d& Y" `0 Z- P5 Z8 _* @; N
    5 G# p- ~; R+ ?) M) D6 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。如果深入行星内部爆炸，把他炸成几部分不就摧毁了么。
    " P5 F. k$ p. j  A# A* c4 E
    , ^9 S% h5 \4 D' z3 s1 L
    + u, k9 R) u6 T3 E, g30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果" }3 f/ C. t6 g3 v4 h
    " F3 m* Z" ?  r5 P' _
    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)
    $ c" r1 o, S# B4 Y, `0 y100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
    2 K) v' a. p# Y; X4 O( q& b+ B+ A100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
    - f6 F" S- R. s; ?" D100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30  L* v' M7 S% A3 U
    300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 324 a6 q& B" M; ]6 d( M/ T0 h9 E
    300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 801 }; i7 N/ k  t' ]9 q' a$ ?
    300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50$ [3 z* V) @% Y1 C. w6 z+ D3 P! G7 p/ e
    500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41+ x( x, I. [% n' H& J7 K  m  ~9 u
    500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 705 q9 t9 P* `% ~* ?- n
    500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
      W! R' `. ]2 g; J0 N: h6 B. d, S& a3 z' H) Z9 ^+ U  i4 Z9 Z

    $ g8 d4 b4 W/ j7 `# H9 x2 A( C. A( U' b, q' J
    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 f! B# o/ I1 p
    0 z/ Q! }$ U/ Y: S0 N7 B
    天体        平均直径1 g" R- E8 H& b+ s
    月球        约 3,474 公里. q7 @1 o8 U' e3 R, A
    冥王星        约 2,377 公里
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    xiejin77
  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45

    • 签到天数: 227 天

    [LV.7]分神
    10#
    发表于 4 天前 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
    0 n3 }- \- f! j; D  l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？ ...

    & L+ a* t9 K2 j3 N9 `晨大，我找到论文了，微信发你
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    下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

    • 签到天数: 44 天

    [LV.5]元婴
    11#
    发表于 4 天前 | 只看该作者
    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
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    晨枫

    该用户从未签到
    12#
     楼主| 发表于 4 天前 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-14 01:15
    " h+ D( O1 W4 L, Y$ y4 A- C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 ...

    9 v7 P6 T: g2 y9 P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？
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    下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

    • 签到天数: 44 天

    [LV.5]元婴
    13#
    发表于 3 天前 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 22:40$ b4 s0 Q* [' w4 N7 v- p; s
    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 ...
    - f% H' z; g. j, O9 B  u# n
    动能穿深后引爆
    5 v% g) U* C4 E
    9 ]. b- t: a2 u; Z% y' D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3 j, Y; U5 A0 i; T0 L8 a

    7 K, L+ k/ h4 c5 X/ ?
    - `4 D2 W9 Y6 x8 {% O: r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。
    9 g/ {; p: e+ d+ B0 u# c$ f3 c9 {; |* `, l

    3 {& c0 S; b9 y- U8 g
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    晨枫

    该用户从未签到
    14#
     楼主| 发表于 3 天前 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
    3 e6 ?. [8 I  d% J% S8 [/ R7 E+ v! I动能穿深后引爆
    ; e" x* p3 ^1 P' e  H8 Y$ v$ n3 }% e
    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 E5 N7 G+ ?, h& p# J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。
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    下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

    • 签到天数: 44 天

    [LV.5]元婴
    15#
    发表于 3 天前 | 只看该作者
    本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑
    ( c- c! a9 n; J2 z- I
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:34( H9 }4 F( r( \4 Y+ ?. v4 s
    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。 ...
    0 E' @& S( l( F' |, {" H# \6 B# |
    6 {' t; d  {! c1 |1 ~% w
    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
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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    开心
    2025-8-28 04:50

    • 签到天数: 302 天

    [LV.8]合体
    16#
    发表于 3 天前 | 只看该作者
    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。' c  H( w8 ]: q2 s1 b

    1 S3 ?7 k! v7 X7 }6 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。
      p! j. J5 O5 w" b! h$ H7 |
    ) f8 h) o! T9 f* R5 ^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。6 ^* N' i8 E+ w) x

    1 j" [2 D+ ~0 X4 Q7 p肯定不能依靠火箭自身的动能撞击来改变小行星的轨迹。
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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    开心
    2025-8-28 04:50

    • 签到天数: 302 天

    [LV.8]合体
    17#
    发表于 3 天前 | 只看该作者
    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？
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    晨枫

    该用户从未签到
    18#
     楼主| 发表于 3 天前 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43* S8 s& s( y* P1 u: m: q5 M2 X
    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？ ...

    : ?6 Z$ i8 d6 z4 N- c2 x( s0 X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
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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    开心
    2025-8-28 04:50

    • 签到天数: 302 天

    [LV.8]合体
    19#
    发表于 3 天前 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-15 13:54
    0 d4 Y( p. V: ?: w! K" D, z. i* ]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 ...
    ) B/ O0 b  M# _6 f
    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～
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    隧道
  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19

    • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气
    20#
    发表于 前天 21:46 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-15 05:57, Q$ r% Q( l4 n  f* m+ p
    动能穿深后引爆
    # n$ F) g4 m/ ?9 w* U+ j# R- k/ g7 Y5 g9 i7 P5 V! \# z
    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） ...

    7 _/ H( u3 o& l8 H  ?1 j" k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。
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