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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。
9 V6 o% b+ j; z& N9 @) V8 X, c6 E; F+ f6 ^+ |
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。
8 p- O% `3 V$ k. E$ c
; [9 h- g4 D, t& E5 e4 K" K5 |' J2 A$ h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。, w0 ~2 t* U* w3 u

9 q  L2 R  H: K/ o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。/ A/ e; n, y' \9 \# z8 U% b

$ W- T" J8 B3 j2 z8 g5 \0 k: A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。, N, x- H, B5 O( S6 R0 B
0 s2 B1 L) y% i
换核弹头呢？. N* h& M! t0 H2 S# s% d  w
" _, T  P/ o  i$ Y) Q% 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。9 Q. _; f0 K% ]; _

: Q  c4 z( p5 V  w! U; n那核弹怎么摧毁陨石呢？
1 V2 O9 H/ |5 y4 D
6 P, |1 F* D# r/ r5 e( T) y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
! e/ v' |% I4 R8 t) ~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
# O) G( U  \* P" v
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。
- r. t0 ]2 `: ~' z% g+ Y! {  @/ i# k9 p3 l' [6 L
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
* i4 j5 l, A- v7 \- b8 b  ?3 s1 ?( g, J. {- s7 M
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
6 \* _6 [# u( O5 D
2 U6 m/ m2 ~9 S2 L( k2 U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
1 o! p9 K; R1 m晨大好。
9 Q7 Z7 B1 Y' X: Z8 Y) Z
# s$ r# S! e. e- x* X# Nhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html
& U& z& D1 ~" N  N1 |8 V" m
https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
) `% V/ Q. ]" r2 s# K4 B/ L. P
. Z& u. R3 H: ^3 G# v国家地理的说法。
7 P' e. m4 o; f; P
7 r2 z# Y0 K5 d  w* ?" g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。
9 J* L# ]1 r- q' j8 f/ p
, o' x: {2 B- f7 D4 G6 xhttps://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
. U: l" p- p8 f; w! S9 l基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
- H* @- |, w$ z1 i* }8 ?* Z5 \9 U
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”$ t  g* [; j# S3 r4 B
& u. T! ?0 T( Z" S$ C; E+ u! X
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  d- ~. x' p+ o+ [
晨大好。: R; \+ H. l! i1 r" K

1 r3 i* l( P! P& ?- o( `0 yhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

, G) q( z- O; \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' e0 Z3 m) R3 W+ x
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 ...

, Y5 n; N# W/ m6 M; n5 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？
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 ' l! H" T9 W2 L2 {4 B/ M! g
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
0 E$ D/ W6 X/ p- P* H; d1 ^+ {还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

7 m( M. \3 k& {; z$ {( M8 X+ t; J" Z" d2 h8 w. b* 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。- a% {! ~+ w0 R+ P. s' S
& c6 ?4 V3 [2 x4 Y

% B( r: o1 U8 s, l8 z30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
  v% l- s8 G* x9 ~+ i8 Z
# {+ c) o: [- X5 ?  U8 I8 t0 ~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)
0 O: z) O( {! c$ x3 }7 C6 w, }/ a100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57. q# Q) P' E1 n0 q
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
  T9 M' I1 q# M+ @  U9 `0 L100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30- N- s. T; w; e& O9 n* K- _
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
( u0 R8 I. W7 S+ ~0 D9 o. {" _; x  `300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
# M  C* q+ X% x* F0 Q* o300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
; @) \! k4 z! g# i+ A9 `2 a500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41- W) E9 s% Z- R& M2 B( W5 q
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 705 T: F( t* O7 g* N: h1 H& B
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
: E0 ^0 }" Y6 \% P1 Z  Q3 p) X+ a2 |7 \6 i- |4 q1 Y

" F) {9 {' i+ ^2 ?
3 \' Z4 R9 V7 r" R  u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。
, W3 j+ e8 }  J' P' X% x3 \9 c
/ \8 B4 Z, T3 M+ [' h9 e2 z' y- A8 |天体        平均直径# ^# O5 c6 ?8 f) f( @' y- E
月球        约 3,474 公里2 b/ T1 l# G3 q+ {& v/ q& z5 @
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  I) m) l* L# C7 \
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？ ...
5 l7 M# B7 b3 t3 L
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
9 u# K: l+ x/ N- t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$ ?; E3 G/ m# A0 p  f' O
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 ...

1 P: w% L% \9 g动能穿深后引爆
: }; C& r; C0 g4 b* z& S* A! W0 I. n4 R" u/ h, 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）组成
, j8 @: G5 k- |- E' I% l* t' G; }: \" }' y" _6 ]# E* ?

$ `0 {5 `9 m% [6 ^5 b3 m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。
" Q2 X. x; l3 z( Y: B# J2 Y" a  y; `6 \" ^) j: m
6 h  n( `- V: M* R
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
! i- Q: t# h3 z. h* C/ ^5 Q+ C  W动能穿深后引爆
3 m5 l1 T! l/ N: e5 e" o0 h% t: S: @# i) q
: p0 W8 s  a9 y& y2 c# a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） ...
: d: M& T, D- v% {' f4 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 - T# }: J6 C% u3 _9 P: s
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
: d( _* b7 k$ F& 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。 ...

, u6 M5 I5 z/ p3 Q5 c& B
8 y3 c) U! n$ M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。1 `! i+ B  r9 ^* B. Z, {, A% l
! a% |, |/ E. N8 u( e; ~
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。
; H% Y4 ]* W" `$ b& w4 L* p: F* x* K1 b3 a' v5 i5 d
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。
& q/ X; w) C4 L* x' ?8 c2 I. J, n& d' e4 o! P( C
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
8 y$ Z2 n/ W* n! ^* S* `% D1 @/ M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？ ...
! ~( |1 B/ n' n, g! [( R
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; y; L4 |" ^" H$ r+ O; _; U% s1 A7 l
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 ...

( m- V& H5 Y8 g1 C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 05:57+ O( g# L8 p% k
动能穿深后引爆7 \! Z4 C, y3 s$ M4 x0 Z* I8 W

6 B8 r& y: F4 [8 R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） ...

, T- d7 E, E+ y, V  Y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 21:463 D. I  E6 w- z6 r# [- `* v* J4 B
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。 ...

4 V, j) u! }4 a1 P, q9 y& C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 23:518 S9 }: Y9 _$ e; o+ a  e# H
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 ...

1 o* J! e7 a& o( @( O4 a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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