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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。
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7 x# D  m- u0 V3 i: x! d4 w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。
  M: T/ o; ^4 M! }2 m  ~/ J2 `' @' J9 `% E1 S, B
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。
$ X5 s' X; M1 v# Q8 w# w% z" T: S8 A( 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。
8 Q# O7 x8 J' m$ X3 u3 Z. }! e# T/ X- A" [6 K, j) d
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。5 y4 [) G  e4 d  R5 i

* P+ |6 b  t$ \, r$ g换核弹头呢？- g1 }& j, o# _$ a2 R# Z
2 O1 i4 ~$ ~/ S& Y" Q" I( v
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。% h$ ?( u4 i9 j/ {! w

0 |, l  o) l0 x" ~1 t那核弹怎么摧毁陨石呢？: s+ U, Q3 A% v6 l, j2 l
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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% k6 {3 u: |& a
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$ ?3 j, g' X6 h
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。
  g7 B- ^3 K& Y! H' o  |+ w( o0 s. q. W7 i1 s3 @" A" H
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
! v$ p9 I5 o* X! O. k, u3 W0 ^  ?) o4 A
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
% d; I. _# d3 P* Z5 i2 ]1 r. b3 [3 ?2 \- M
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
8 Z% u- X6 e) G/ v; U晨大好。; v' o# \6 J7 D# Q  o  x) s
( e% w. y8 N' U- w2 Y
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
7 n2 y  v$ \' Y: o& d( E* @
https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html) K' f3 M9 w: z5 ^' V) H9 G% ~

  K( f3 u; J6 v6 e7 }: T  ~国家地理的说法。
; X4 C" x+ t5 a2 T! `1 p$ V' H
, o9 `8 J# W: h9 |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。
/ \  ?+ o5 f2 i( e; }& E) Z) ]9 ?* w% s5 I
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+ K% C: Q$ l& R5 T
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
0 W$ U$ j! m; F& L) R
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”
4 o! G2 Y+ E/ b& y. A8 d# [
( k% N! Z& ^4 ?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
2 Q. `4 _  l5 @0 h8 B晨大好。
; s# i+ M  Q! f/ p" g5 k8 N. b0 J. A! q3 Z+ R3 H+ \
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

0 H2 h$ ^2 K! \) Z' G# V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
- E8 ^# n8 r% S: ^, i' z" T$ L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 ...
$ f# f; d- }  h9 g2 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？
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 2 ?" U1 L/ t, U8 r! [0 R* {
晨枫 发表于 2026-1-14 14:424 n) Y" Z0 T7 \5 @3 V
还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
' J; K+ r" H1 n( W- o

1 F% [* C9 X/ C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。
5 |( e1 c/ T" e/ P
; O4 S9 `2 c+ p8 i( b: Q. u2 \6 n4 N) C0 h
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果  @/ z5 U$ }/ N8 C! i7 R5 S
7 g  W2 |5 R) B% n2 A
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). l# [$ w, {" h; i; [8 E+ M
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57) Y( \5 T! D% j0 @3 {# {1 i- \
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
7 J+ I. k- @; X. c100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
5 z6 i* b4 C& C7 B  f  j+ d300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
/ M) @8 W& g# M300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 804 \  X' }6 W+ ?* I
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 504 [4 U6 w5 k8 W1 R. Z+ E- G5 t+ |
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
1 U1 ^. f" {/ C, i; g1 y1 n500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70: v9 z# B. c; R& Y
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
" a8 k, @  v) `+ p6 r7 l& y4 o9 `+ r' i0 Y7 n7 [# N% s0 \  r! m

4 J! Q4 x& X! M9 H+ H8 j& z! W* X
6 }! V2 M& p# C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。# t, c( k" `, g9 }; K, Z0 Q# Y

4 y5 x' n, e" ^. x, c" u- R0 s+ q/ ?天体        平均直径
" S( i0 E4 ^( B; Z! {月球        约 3,474 公里
  Y0 k1 _' m) j' H, |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
" Z' g$ {3 k; _9 w, E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？ ...

* Z  n# U9 Q0 O6 j, t, s. B: c% d" X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
  f5 W2 T. X: Q) b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 ...
! @& P: C% H" i- x2 B
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
& N/ M( r" \% t" S' G; A5 t1 M+ n2 B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 ...

4 J7 H, g$ B& e% @6 M# }* t动能穿深后引爆
- {2 @1 u; @; s. o& w9 V
: h8 T* ^' D2 S5 N8 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
$ j! `3 v) q  M2 j
$ |* P- J) a1 Z/ ^4 K1 j2 W4 n5 h2 z: _
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。; c7 `9 P/ O. }3 @- q1 ~

% h% v, B* @. r( y$ ]  f# e( v% f
( X. M# S" e5 W# z; N4 t, z
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
% ^7 y. m. a; I/ d2 K. b动能穿深后引爆
$ a" U+ F; W) R' `  T! p; s' c
# ]0 W. k, p, R. S( q0 F6 U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） ...
& I0 ~! c: q( S5 R
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
$ P, Z+ E$ m9 B6 V7 |2 l* K; P2 @
晨枫 发表于 2026-1-15 08:341 P" l7 H. f. Y- z4 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。 ...

$ C9 U& J% r  T% @1 e) S. O# M9 T7 d$ o
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。6 u' o. Z; \1 `4 y/ k: I8 Y
  J& w- U* T3 @
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。' o0 S/ d" G: `9 B3 f% G
- q1 ^3 Y& P( d# W
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。
8 |% P; c4 m5 a7 P+ c
& z3 T  m" ?4 B) n: [9 Z5 w' g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
3 g; A% u. W" c3 t. H4 J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？ ...

  M4 d( j; ~: T) o" t- 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
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 21:31
晨枫 发表于 2026-1-15 13:54; J9 y7 T% K$ s- ?# A1 Q
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 ...

! j& M. P* X0 V3 b6 W/ ]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 05:574 i) t. ?1 x7 T1 A9 T* T
动能穿深后引爆1 q8 s/ j/ c# L  m8 P4 a
' I& {1 `! T: c# L# G: ~( C
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） ...
7 `( p  }' w$ E. S
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 21:469 {, x! g8 X2 W5 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。 ...
" L4 l5 H$ n" J6 S
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* ^  l$ R. G# f7 }
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 ...

) O: K- w' M; {& S" I. I. @1 x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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