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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。& L$ t% u8 O" Y! j* W% f, l9 |& S
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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。
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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。
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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。' K0 B" [" e* u% K2 C' X  T$ J

: F8 F7 h3 F, j; ^/ x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。0 z; S" n" J* w6 @( F% ^

9 |  @* e9 b: ]换核弹头呢？% \/ t" z% C. k6 G/ q
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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。3 |4 D' L. ], u: D2 @
  m; b; L; }' _1 \
那核弹怎么摧毁陨石呢？
0 X4 F! w' F, J" L% ]/ o
: `+ ~! M' @1 |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 20:096 Z6 X9 D0 K7 {( T- W3 v" J
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
9 J; e; U2 K( F
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。
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' c2 ]. l* k: Z; x! s0 C; \https://csist.kejie.org.cn/a559.html& x) m: y& C7 J% m; ~% c. ~

6 N: \5 v" y( m* Q3 k美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
  a- V- P) ~. _$ A+ q3 Q
: N. V- `  [3 k+ z) \: k& P" b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 11:149 l! ]: S( _* U3 t! a
晨大好。8 J9 U6 u, W0 B# m  F
- j2 T5 ?+ ?3 K9 H! Y3 _  C9 `8 L
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

- y! A# O" c, a" C% O- e% |https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html+ e0 }* z: J$ \* l

& F8 o+ Q5 z6 y! U4 g国家地理的说法。- T. e1 N# q/ h& Y! q4 D

6 p2 u" }% v3 M* o7 [% `2 L! M1 o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。
) B5 \3 m3 v& x, X) X& T% W# V0 O0 K( [6 w8 C5 K* b0 C4 Z
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
% C! ?- \2 J  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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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”
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$ L( x6 U, j; {, T4 nhttps://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
% L2 z+ N6 u: ^, Y/ ~/ B% c+ s8 {# k晨大好。
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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 23:102 v! q& h  b4 G4 o- v1 @$ U, N- Z
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 . `; b. v- N  C
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
5 N+ _8 s) |+ M& I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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' n. R! |4 w  s9 {+ p" s: E& A; O1 Q
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。
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6 j8 Z- J- I; F  W30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
+ v! _$ X' @" f+ F5 K+ I6 ^
5 v$ V8 l& {2 y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)7 \9 v, e2 @3 t8 w& h, r
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
  E+ R% q% N1 l0 E* f100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20$ v6 ]: Q; r8 @& F2 y6 ~& [
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
. v  S6 K% r& N) S$ r; j: P/ Y300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
! f' U5 ^% G( y0 ?" [1 O300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
+ d" ~; c; f2 K1 ^4 o300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 500 {! [4 P5 K, {6 y% I& y
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
( i# }+ i7 z4 m% H$ h" X500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70* W1 P. @' m7 w5 l0 j5 E
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
5 G- g* t0 n% m; Z1 H( i/ p
: S7 `; D7 o: U0 y; o) V* U( e# Z/ L* @/ H* f1 d( s5 K9 J% `
- F2 ^  R1 W( p5 Y/ h" \9 Q1 {- D
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。+ R3 N9 ?4 t! Y/ Q; }0 Y
" y+ t) q; Q0 [7 m/ D4 `8 c
天体        平均直径
3 u+ {2 b' u* Q0 S; `% @: D月球        约 3,474 公里& [# ^( U% M' D+ X4 ^  J
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
/ f+ T3 C3 M7 J4 |4 M2 ^2 d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) P0 _, C; J; L3 G7 L- J1 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
4 x  ~: i1 W/ K) |. B& |2 M* s! G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 ...

+ z7 ?/ o% w: u9 j5 ?& Y动能穿深后引爆
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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
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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。, e8 ?, E2 L& Z: N) Y5 [
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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
4 }$ k( r4 M' ^6 n4 |动能穿深后引爆! C: t; t% {6 z' G6 G# h# F

$ I* P2 D5 s7 L" J/ i, k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） ...
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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 1 X, ~0 ], [6 Z$ A: j* e! j
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34# |  R  v1 x- E, ?, n; n9 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。 ...
) s. `* i9 H" V' r' W

( }* ?! c1 V2 Q; @( s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。
8 k$ |0 {3 g4 z9 `, C
' g! k9 M# Y! o) |: \+ f1 p6 A; F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。
0 v4 V" \. G8 d) D( K, V" g/ R0 `/ n& f, g' h. e& ]2 |
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。& e1 r' ~- \. p, \( [4 w

2 u# c6 l$ ^4 w$ 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。
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 22:439 O1 G( f1 o$ I9 V
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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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: m% S$ b; Z! N! S
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 ...
2 q! v, q: u& P6 L* l, _" }, y" d
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
- z/ @- A+ s8 s8 e动能穿深后引爆
7 G% c% X* n/ i0 L$ z# x# M) Z* {- F  e" G* F
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, ^! ]8 J$ V5 D2 I3 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 21:46
7 L% N7 Y  T7 m1 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。 ...
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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
( i% r( w0 X$ H4 ]5 p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 _/ P* Q# i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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