爱吱声

标题: 星际防御的工程问题 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 08:46
标题: 星际防御的工程问题
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。+ I7 ^0 i7 O& j5 l
( F3 O1 Q6 b. M- 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。
. Y; V0 _5 o0 j% _1 w/ v  D% D7 [% P8 ^  P
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。
4 R2 m- r7 _' b7 O. ~7 r( B
8 m" P% C% _; a0 ^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。4 ]1 A$ Y9 h, y4 K8 U
; w3 r! p' {7 E& T& S) ?
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。( P  r" \; u+ F

7 x6 ?/ P  ]+ l1 A6 ], L7 L换核弹头呢？
* [" P! |) N* U5 y' Y; f. Q4 L" Y2 D0 s$ D$ l; {/ x8 L  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。8 t/ t0 v) M! \

: o  ~  C! Q( V# v5 X+ E# w: x那核弹怎么摧毁陨石呢？+ Q! b  D. v  }" N) a$ e

; l% G3 d! N8 N) S# \1 N( s8 G: _, C/ v还是我弄粗了哪里？
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 10:09
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
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 10:33
下山虎 发表于 2026-1-13 20:09, T; n( T0 |# S5 P4 P0 P/ f! u
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
: A1 @( p4 Q  }
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
作者: xiejin77    时间: 2026-1-14 11:14
晨大好。0 ^, i0 t1 R; D, Z9 g0 Y, |/ x: j

# f; A) C( N; ^+ x" W+ Qhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
0 c# w. a: [. W; u( H2 c( E' q& D7 g6 O& w( u& F, {
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。$ e& b: a: a9 m+ V% I. N' Y
! I7 z% n# K$ D4 M' F
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。
作者: xiejin77    时间: 2026-1-14 12:16
xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14
2 F4 {$ y1 Q4 A" I% b9 y晨大好。
4 @# l1 G0 |8 k* P
, z/ \, L0 q6 {9 k0 I& ]7 Nhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
; [: \& p9 }; T' N
https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html& L% W+ n# w% J6 t3 H) p

8 `3 C7 a% \5 Z$ U' Z$ e国家地理的说法。3 @/ N3 p, z4 j& R- a$ T

, e% n8 L  y0 i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。
3 ?" e9 G2 x* @) U5 C3 }7 h, P; p5 D
https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 13:10
晨枫 发表于 2026-1-14 10:339 L3 k6 [+ Y& x7 c
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

; j- t. ?) P8 F! M3 j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”
2 h: G9 b3 r# C" L% _0 l& @1 J/ X% t5 v: O1 {1 L* M8 e
https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 14:40
xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
6 d5 C( u' z& O6 m晨大好。! Y2 m) V- v$ w
' Z0 Y" w: e7 E6 M8 L% I
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

- W" W5 ~: [: T: i; ?+ 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？
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 14:42
下山虎 发表于 2026-1-13 23:10" P& W9 J" C- F
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 ...
, K" v# a7 m7 g
还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 15:15
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑 : J7 u# w2 R0 r5 O" ~) D% M* e; e
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
9 z! L# ?/ v: m9 n* _- u9 y还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
- g9 b+ ]2 b; X$ K) Q; R
2 k9 g6 w) g9 w# d& R5 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。如果深入行星内部爆炸，把他炸成几部分不就摧毁了么。$ S4 J7 P1 q6 B0 O

; t' B& f2 h( R% W( A! h& c' {, X- k7 }4 p
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
! U3 Z( D& q; Z: G% f1 O
: X0 h* u, u* H* N- M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)
  {- d/ v/ r3 T) ?3 ^4 n% u100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57- F$ e! w4 E  e6 s. ~/ H' l
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20$ e3 r, R& b9 q4 R# d
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
3 _; b$ E4 ?2 C300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32: W, Y- f1 z$ j% I- E# R
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80/ x, s  B* p! {$ O& H
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50/ L* m% ^2 U: p
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41; v. N) R; L6 r8 E: |+ ^
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70. `; [* w, o  c, n) Z& F4 D
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30  H* Z0 ^* a+ @- G+ l

+ z9 c3 \* @/ J2 Q+ x, D3 N# ^1 r) A( [" z% w5 M

( i% l$ V' }/ G! v& h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。
! U0 [" E0 |3 H) `0 |
% ~+ F; \. Q3 Z  R' U2 q% p% ]6 N& G天体        平均直径
- [3 A2 g- D  }月球        约 3,474 公里
. V* y  h" U. r2 l; v冥王星        约 2,377 公里
作者: xiejin77    时间: 2026-1-14 15:34
晨枫 发表于 2026-1-14 14:405 r1 P4 R9 m1 `; C0 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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晨大，我找到论文了，微信发你
作者: 下山虎    时间: 2026-1-14 19:07
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
作者: 晨枫    时间: 2026-1-14 22:40
下山虎 发表于 2026-1-14 01:15
0 u7 _- j" n" n1 j* j5 k0 w0 P$ @0 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 ...
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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？
作者: 下山虎    时间: 2026-1-15 05:57
晨枫 发表于 2026-1-14 22:40& B3 x! c4 c8 e- N
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 ...
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动能穿深后引爆& i8 ~4 L2 n( g4 b, I" B) v
: ?* R* f' u' I* C7 ]
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
+ T" e7 D  n  C7 n* P: M& q, Q$ Y- G: o) b: ]" n3 y) ?, ?  w# \

/ w, W+ A8 r2 K$ _! i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。
0 x9 Z5 j  ~7 E9 E/ u, _
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作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57& x$ O! _/ @% {1 }/ M
动能穿深后引爆! `+ T" ]+ [' B9 m1 B
9 d/ B8 `4 ]$ L& 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） ...
1 r+ g7 m8 ]& I* f4 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。
作者: 下山虎    时间: 2026-1-15 09:42
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑
; u1 S7 ^; {# [% u& T
晨枫 发表于 2026-1-15 08:349 I) Y+ P7 p8 c  {
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。 ...
  T5 m; ^1 A8 _* d: \; W; E) A

; J0 N  ~0 h! B$ X: Z$ R2 e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
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 12:39
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。
( W4 g  T/ \# J$ ]6 p
: l; ?1 M3 P$ _: h: }, f5 l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。; i  Q; }0 O/ t* \' J# d0 F
' l6 f* C! _, g; z
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。: u9 r$ t/ y: M. j8 Z1 h0 `
  P3 H* [) s0 v" q0 X8 S
肯定不能依靠火箭自身的动能撞击来改变小行星的轨迹。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 12:43
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？
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 13:54
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43
% K/ O4 p6 i- \1 \$ Q8 k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？ ...

$ h2 X& @/ ]2 R9 U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
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 21:31
晨枫 发表于 2026-1-15 13:54
; Q. r% o" t4 C8 `5 L1 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 ...

4 }: r; t5 B+ ^3 p9 y* N6 w! 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～
作者: 隧道    时间: 2026-1-16 21:46
下山虎 发表于 2026-1-15 05:577 y3 c" R5 p7 v5 @- S  [2 [
动能穿深后引爆
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* Q6 N' H: G8 S& R* V1 H. R( 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） ...

! a" e  W, |% e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。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-16 23:51
隧道 发表于 2026-1-16 21:46
6 |4 M. z- M6 E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。 ...

2 E" b. G8 t/ U! a% @陨石这东西很可能带自旋的，即使没有自旋第一颗核弹也很可能引起其自旋，后面的核弹打入前面的弹坑恐怕不大可能了。
作者: 隧道    时间: 2026-1-17 21:04
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-16 23:51; ~! D2 ~$ F4 B; z
陨石这东西很可能带自旋的，即使没有自旋第一颗核弹也很可能引起其自旋，后面的核弹打入前面的弹坑恐怕不 ...

, {) b, }! ]1 Y- ^' s不知道自旋多快，不是太快的话，连续发可以校正过来。



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