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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 2026-1-14 08:46:42 | 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。
) w. J7 @0 n0 i; r" c$ W) U$ y. L1 ?: P2 s
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。# o% T7 \" ]1 c) r1 o% N

0 Z9 C! o5 u! U/ F3 F  O. 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。
, I; G/ N4 m6 h4 v& }; T2 N
1 }7 p# {6 t. i0 N5 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。! H3 B6 k' z8 a( r! m! J' A

& p2 L# Q9 ^+ R0 }; E8 L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。
- g4 K2 m0 u9 w5 p+ i- l9 j4 G
+ C( Q8 |# u! X: _7 z  |换核弹头呢？
! y" T$ R( w' q* |- d$ Z6 ]+ `+ o9 z/ v, F
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。2 u7 Q# Z. i0 l2 H3 m- u( }! m- c  h
/ b- _* Q" r# e# J# j; b2 E
那核弹怎么摧毁陨石呢？2 A5 N8 r$ S( L9 e0 ?

% a5 ^% i8 e9 i! ?8 r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 2026-1-14 10:09:53 | 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 2026-1-14 10:33:20 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-13 20:09
    6 ]. m9 h8 c1 x5 `+ {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
    ' ~2 O# x* o" ^: e8 y1 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
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    xiejin77
  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45

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    [LV.7]分神
    地板
    发表于 2026-1-14 11:14:41 | 只看该作者
    晨大好。0 m: I2 a0 [" M2 Y, D/ W  M
    * P3 ]7 w- I6 J6 Y) g' C
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html
    6 Y- y4 ?& \% k" U6 J+ x3 ^" h, g8 Z% y) ?
    美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。' H) E( h7 X1 S  |/ F
    + J1 [& u* c1 `* F& O
    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 2026-1-14 12:16:58 | 只看该作者
    xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14
    # _% W1 }& ^6 _9 \8 i! R* I7 q# l晨大好。
    $ d  ^9 _  s0 Y" ~1 ]
    ; B1 q( B+ r9 t! _9 H' C* Ohttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

    ( X) ~2 r! Z- ]) B. v3 l: a" r- _https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html+ n" C9 g# r- ?

    / \" r+ g' H) r% O' r7 M7 d国家地理的说法。
    7 J1 d' u1 ?/ [/ c# P
    ' G( o2 L- {% h  R* J. ^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。. ~( }# g& m) j9 B  a. H

    # O5 {: s& f/ M2 N. uhttps://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

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    [LV.5]元婴
    6#
    发表于 2026-1-14 13:10:14 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 10:33/ D' h4 r$ h' t- N( R2 i
    基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

    6 t" q5 E' l8 g0 p  L+ T* 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”; l! R1 V/ n3 _* J8 h6 W: p
    $ K, m/ }" r0 x2 \. g' G- T
    https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

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    晨枫

    该用户从未签到
    7#
     楼主| 发表于 2026-1-14 14:40:54 | 只看该作者
    xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14. m, Z) \4 C8 i* {6 }
    晨大好。# g& l2 C0 s# B6 m* O

    7 o: d& g: |  W9 b* i$ ghttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
    $ G1 z- C" p! E9 F- u
    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 2026-1-14 14:42:00 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-13 23:103 O, u( W8 w/ 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 ...
      t; i" N! @' ^  }2 q- Y' 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？
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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 2026-1-14 15:15:23 | 只看该作者
    本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑 ; i3 M+ q5 ]" c9 |# _5 T; `( Y
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
    * w, N# L2 Y6 g' j还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
    - k! u, \* ^  o6 n4 u5 J+ P( G

    ( r4 [- e6 a! ]4 c+ l3 [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。
    7 B4 M9 c* X, o2 J0 C7 o% `0 F1 M; q3 c

    7 S( z9 c/ V% Q( q: P30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
    + O9 N. X' l" H0 u! }2 ?8 r5 A5 m* a; {5 |% 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)
    1 Q7 z' x  h( }1 J5 R* h) L100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
    ' Z1 N1 c! |7 Q- w( l100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
    . j9 a; b, B6 g* C0 u) @' q100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30' F/ m0 v% F1 w( w" Z
    300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
    - }, j1 C5 D  e3 ^( {, {; z) y300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
    - V  ]3 L  G1 \! n- P/ [7 m300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
    4 U: ~" K- x6 k/ s  f- l500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41" Y& q' k2 Q5 D8 y
    500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 701 w% ~$ W3 z' x
    500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30) n( z5 `) S: S: a1 J; h, S5 w. M6 }

    . Q2 [% k# G: M9 O! Z  |: r$ A* |( \' W1 ^0 u+ R0 z
    8 K' w9 V6 k7 k
    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。* S6 ]& F5 p& r/ G2 j9 G; e% C
    2 k, u: z( f5 V) e
    天体        平均直径
    ; @& E1 @3 t& c* d- X, n% Z; {月球        约 3,474 公里7 F0 K4 ]7 @4 P7 t) G/ c+ W9 O' F3 T
    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 2026-1-14 15:34:56 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:405 V( B4 y* J1 F/ z* v6 D5 @
    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 P5 b: f. ]- V  Z% Q9 L4 L' i
    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

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    [LV.5]元婴
    11#
    发表于 2026-1-14 19:07:45 | 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 2026-1-14 22:40:22 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-14 01:15' }, I2 k0 j' k4 L" [) w7 l
    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 ...

    : G$ I2 {2 ]0 E  E1 I3 X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 2026-1-15 05:57:53 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 22:400 b* m) I- H( e. q
    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 ...
    0 i. R$ S! R* a2 K, L" N
    动能穿深后引爆- [3 i+ L; ]" }3 D' S5 x* N
    ; D) E/ W0 n% ?1 M# ]( ?" A) 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）组成
    ; _" _1 n8 w$ Q& ?& u9 g! l. V. Y
    ! \) `; E7 b& G1 E6 }: ?
    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。% Z9 c. a' q/ `: z

    8 M0 w( S- a! h) c' T3 R
    0 v( b; {2 u# C/ O
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    晨枫

    该用户从未签到
    14#
     楼主| 发表于 2026-1-15 08:34:45 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-14 15:573 V% ?+ P( m) |& _" m/ \. n0 e
    动能穿深后引爆3 ?+ o& e9 n- |
    % N' W$ Z6 h2 F# x" Z" x, 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） ...

    ' Q. b9 O8 G: r% X: H* Y6 `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 2026-1-15 09:42:29 | 只看该作者
    本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑
    % W  T6 m# p/ K6 r+ c9 U
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
    * J9 g7 `6 \& V9 Y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。 ...

    ( ]. t- h$ ?" L; U/ ~% t
    3 m6 M" h1 D2 G( b0 e2 d8 Q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
    2026-2-1 23:57

    • 签到天数: 303 天

    [LV.8]合体
    16#
    发表于 2026-1-15 12:39:13 | 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。8 K6 h- G1 F' r5 g! O% L

    & w7 R( b# Q$ ~) p+ u5 P6 D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。2 j  q* f& }2 P3 B- p0 e4 f

    % L0 g+ @/ g+ R6 }, 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。* Z3 b: z: I* [& _" K% h7 g; J) u2 _+ c
    5 X9 O9 X# t! L* m
    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
    2026-2-1 23:57

    • 签到天数: 303 天

    [LV.8]合体
    17#
    发表于 2026-1-15 12:43:07 | 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 2026-1-15 13:54:13 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43
    4 T) e2 [+ o4 x+ d. J7 u: s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？ ...

    " l/ ^. c0 ^7 h9 {2 ~  H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
    2026-2-1 23:57

    • 签到天数: 303 天

    [LV.8]合体
    19#
    发表于 2026-1-15 21:31:26 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-15 13:545 p% j! P- r6 Y
    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 ...
    1 E' I. K7 k  X
    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 2026-1-16 21:46:21 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-15 05:57
    9 R3 ]2 _! c) k7 ~动能穿深后引爆
    # z* C- L$ U" d9 x5 ^+ ?9 X/ {9 |4 S2 O9 G/ p
    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） ...

    ( s! J4 W. X) F% N' h$ M; a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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