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。1 X; N2 L* t5 ~  b
7 x& z& E, N( D
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。! z7 q7 i4 n/ ?1 o$ t0 n- z) Y
& l# e' {% l; f
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. @7 b& F) u* Y8 V# U) P
* Y4 I0 X. K3 ^' B
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。
$ L: f' c$ a) I) u: p) \
3 L; a) n6 H. N5 E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。
7 u1 v' o) j* `( H
) p8 I8 F, i. w$ P- @/ C7 ^换核弹头呢？
4 i8 R( h; P7 Y. n
$ E! X/ E2 `1 W) a8 w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 L5 m5 z& V5 M4 M1 Y! F$ E6 j* F

, u3 E9 U  Q. y" J" E: Q那核弹怎么摧毁陨石呢？
2 v. @1 x1 I1 n% K5 ?' ]% X
4 Y, {- \8 e! }1 m( S: r3 N% `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% o1 t* R7 P9 e- T( K2 y
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

3 @: A. W  r6 a0 b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。
) ~2 y( F0 [. X
$ M' O' ]) w, u2 ]2 Vhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html$ [$ V, s6 k7 R* ^3 D
" E1 K9 h3 F4 g* P0 ~
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。- o3 H. e- e9 c8 r% V4 k* \

' A0 V* f: }& b0 @- h  v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
$ t; e0 X  z) K/ V' @晨大好。
  ]3 `# f. a/ |, l" f! C0 e& E5 R
6 N" d  y% z6 B: r- Y8 t9 ^6 ?https://csist.kejie.org.cn/a559.html
$ I2 B' T% l, z& u; C1 E! _$ E  X
https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html1 s. S, @# N% h( J

. @3 m& S+ W0 ^; `" p1 E' |# ^国家地理的说法。
7 O) p; g; K3 I' n& @
; m4 e0 i- K1 q" g1 f# ?( }6 E( d  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。
5 [% P" U; E  w* ?3 G% r, F* n" C+ k$ s; P7 n4 b
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 10:33
# t& h9 u# v. G( N& 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
& m/ _6 M/ d' [
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' y2 j, u- H8 D5 V6 T

) n  h0 e" {- ~* x( fhttps://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 21:147 u6 \6 }" a( s. {0 b. M3 M. [
晨大好。
" g! K1 A& J1 S% t1 U) r, b  k1 L2 I' c5 M/ y
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
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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/ R' j$ I  B3 B. c# G8 `( x& w. e% W
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 ...
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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 7 J! Q% B# j' \4 T" _
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
+ U2 d% |: C9 M" q" o! D还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

- E  [0 U* N: g0 N$ ]
$ S5 V& `: f+ {, e" u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" X1 R& ^7 T! M- k' _4 l
, D5 S7 |0 i. I8 x" `7 |) v* S% ?

( V* S, B  U& |0 l, J$ e+ _6 }30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
+ o( [/ h  b+ D4 \9 B( D  ~9 f' o( ?- u0 A( R
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)
+ M/ f" G2 J7 H9 {/ v100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
0 j; i9 y' D0 \100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
- g) C; P0 I7 [9 E! |100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
5 n) e- d6 }% i300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32/ {6 F, }7 G* D2 w
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
- h; b' x0 K  ?7 b8 {300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
, k8 \7 r. s8 b; h# r500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 410 w1 |8 n- i- A9 k8 F' ^( ?
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70& [0 O  d5 s  p( ^' ^
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30) i* n( z' R7 @9 v. m# s3 {
# X, Z, M( r4 {& W/ Z, p
3 N# e0 o8 K/ [& A5 I0 O- {4 {
# x! O6 T5 U0 }! _6 K; R$ y
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。# C! {* C9 p6 I* j- v

$ Q8 |) u! u& Z3 x' g天体        平均直径
8 P4 A1 a5 a0 f- o月球        约 3,474 公里
* x- |2 d. g7 s5 c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 14:40
2 r$ e! K9 \$ w: m( z  h9 \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/ J8 }, H2 p# X$ J/ {1 ]
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
3 A4 o, L! y  ?3 ]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 ...
& }. ^  y+ v# v% U
动能穿深后引爆% b, l  M$ \  H+ V1 M0 E! T% w

: Q# E. e; s4 G0 m) L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
2 a4 A2 V! L% C, G6 q
) I! d4 I3 M8 a. j
) E$ S! @2 s: d3 N2 u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。/ [, I) G6 h, k1 ~1 D8 O: O( l
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  h- j1 K% }/ m
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
3 E( g& ]# \$ w$ N动能穿深后引爆
7 ?0 C2 Y8 D7 m% {  P9 f
: u$ w! n% a) l$ J( Q& \5 v1 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） ...

6 X6 Z9 Z7 o$ U& t* U* @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 ) I* F+ H; \' n
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34) g' n1 e1 J7 s! X
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。 ...
2 p! S/ i3 G- S1 ], {$ E9 W

. j% t5 ]4 P# r9 V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。
4 n% p4 ]1 R( V  j( F
: L4 |9 @, b0 Y, g/ Q  {6 W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 {/ D$ J+ f/ E
8 s  b1 _3 u# N8 ^1 k6 x  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。
  D1 [' m" Q" U+ ^9 b
; f; i) a- D2 Y  ^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
& h; r4 P* Q. o; r* K) Y# V$ z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？ ...

" q4 g* L; X+ q+ E7 p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
% z+ u2 d$ R2 q( R% 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 ...
/ f, a  B8 k0 }) ^5 K- V  u
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 d* Y' K3 [( C2 {9 q, t0 h
动能穿深后引爆- D  ^/ R2 ^: d+ h- M$ W
) J2 `; g8 Q% h1 F! j2 N$ C) K  s
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, q9 R. b9 M; e% N; m' l
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 21:466 h( Z5 j5 D9 @) O5 S5 r
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。 ...

) O; J5 p6 T2 \- D8 g% h' k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% Q' z3 \7 u4 F2 G9 C$ ?" x# {
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 ...

9 @0 G. A$ U% f8 R+ \1 _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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