爱吱声

标题: 星际防御的工程问题 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 昨天 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。. ^# x6 O1 G; W9 N- E4 N

8 F; L+ g9 X  u4 n; M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。% H) k- B" H& F- h4 R( r9 F

7 d* C' j; \/ h# e; J5 b2 Z  X3 b$ r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。5 t0 _1 X; k1 n& m

( ~+ j% M6 g0 n0 R( b7 ]8 [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。
: g! @" p9 \2 X+ L% [& F
8 p% g" S  S# m& g换核弹头呢？
, O: ?" i/ j( x% p+ ?- D" b* a0 Z; p' ~: T2 K. z( e
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 n7 N( J- A/ p$ h  h! A- i( ?. _: {+ s3 P" C4 V
那核弹怎么摧毁陨石呢？2 n* j. H4 |4 H8 ^. e! a  K$ q* m2 b( v

2 k% K: @3 a8 E& L' a7 d还是我弄粗了哪里？
作者: 下山虎    时间: 昨天 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: 昨天 10:33
下山虎 发表于 2026-1-13 20:096 d. R% |; a2 {1 r: }% 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

3 a! K8 Q9 O9 b+ ]3 Z8 R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: 昨天 11:14
晨大好。
, o# @0 O( }# t% o4 a! J2 ]3 K( N0 f( y, g' j$ a4 y$ k5 e
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
6 f) A% C& ^6 T. }  W0 }
/ R2 _2 Z( I' D4 l8 I( m9 R. V; T0 T美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
7 w9 _# g5 e9 \2 C" q6 S( h  z3 C" J
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: 昨天 12:16
xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14
% c0 a: f* q" m/ ^( x晨大好。
( {/ i# s* [$ A9 i' W& y
6 c" \  V) J7 b9 `- lhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

1 n5 l/ S3 q7 k) }https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
' c, y: h  R" E5 o- {
- ?7 e; N$ Y, E0 K9 a5 P! Q国家地理的说法。
/ f# a4 R- k1 A, ^! R2 I. N2 q0 w- A4 b9 P2 [; V0 L% `9 n7 ?2 V
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。
- i8 {% r% p- z5 N  ~7 ~) d$ T) }
9 m9 @  L8 x- [https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
作者: 下山虎    时间: 昨天 13:10
晨枫 发表于 2026-1-14 10:337 c2 x; N% N( @6 J
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊
- u7 y  k& D- t
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”
) J4 ^( K! T) Z5 u% b5 o& `
; N8 Y* }, D: v+ S# }. yhttps://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003
作者: 晨枫    时间: 昨天 14:40
xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
# [7 P5 X7 M+ O晨大好。  t- a% T& D% C
, o, t! o. a1 M" v# c. D2 [8 ]
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

. v1 K$ R4 h' Y9 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？
作者: 晨枫    时间: 昨天 14:42
下山虎 发表于 2026-1-13 23:102 a& Y. }; a2 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 ...
$ H5 z! D& I$ P9 Q& Q
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: 昨天 15:15
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑 1 k  Y* z( p# |( y4 i' q0 n
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
' U2 l8 n/ r3 M. R( 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？

7 \0 y. H6 M/ c6 @% f3 l6 h
8 C7 K* z/ @7 E" c. D& 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。如果深入行星内部爆炸，把他炸成几部分不就摧毁了么。
: D" z0 w1 T0 ]1 v
! l) F4 F* Q8 A5 `. p& ]! G: D: H. {- L! K$ i, ]4 q
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
5 P2 o, V( y  v+ d. W5 X7 d( o
: W9 y, [) {9 M2 c( S8 \7 j( G* w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)* t0 ^) t' a2 b, u0 E; f1 G
100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
- b6 z$ u' S" t# i1 K$ @1 I  v- h100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
" m( u& |3 O( v100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
+ e2 _* e2 e& n6 v  M3 U300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 326 A$ r1 b# _: u2 G( O: z
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
5 F* T; _# B" a300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
8 D: p5 g2 l6 l7 f! E  U500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41  Q7 ]/ I! l) H/ _
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70# i# \. J, _+ y% c+ @
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
8 u* z$ @" I& u& \3 Z, v' W
3 \7 P/ Z3 L! V0 [, L7 {$ H1 u8 r7 ]: {. K3 z, |9 {

! E8 N" z- H. x( ^% H" U/ C; 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。  f" D8 J2 H8 z" \

  `7 `8 n: R) m5 A, b1 C天体        平均直径: v2 Z$ z4 h0 e2 W
月球        约 3,474 公里
$ ~/ s1 K2 b9 Z0 U冥王星        约 2,377 公里
作者: xiejin77    时间: 昨天 15:34
晨枫 发表于 2026-1-14 14:40% |; Y" t  U* c
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？ ...
" y+ g1 v$ @( t; H* E
晨大，我找到论文了，微信发你
作者: 下山虎    时间: 昨天 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: 昨天 22:40
下山虎 发表于 2026-1-14 01:15
  y# L+ v  h8 @& [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 ...
5 m9 V3 d$ [; a0 U7 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: 15 小时前
晨枫 发表于 2026-1-14 22:40) q" H. u  o% u7 g. Y
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 ...

, I5 c/ i4 K6 S& T动能穿深后引爆
5 O% H  I- ^1 T9 i# U% R
) t  E2 A" A- Z# D. a8 S# 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）组成
% v+ v: ?0 [& t+ W! @0 A
0 ]! r5 Z( X! b- [/ x+ d' a& P/ n
  a9 U$ u! T8 T6 ]5 T) q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。% Z  j" ~- C0 ^& P

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: M! J) d$ Q* o) I) \
作者: 晨枫    时间: 12 小时前
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57. U; ?) B% A8 S1 l4 Z; B
动能穿深后引爆! }, T* L9 m, k" `9 v$ Z  P  U

7 S- B6 ]5 c5 [0 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） ...

+ m( y4 C& O% ?" m$ P! h& 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。
作者: 下山虎    时间: 11 小时前
本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑
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晨枫 发表于 2026-1-15 08:343 @3 K7 G& n/ T
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。 ...
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& c8 Z% K6 s) Y) O  V  X. z
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: 8 小时前
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。# O% {: z; G. y7 z: K& X

  B: N- r5 E! 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。9 `1 q4 U3 a9 p# m% e

8 R! I, s$ R, M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。& `; t. `+ u6 ^7 n' }  \1 Y6 Q; u
2 U8 b6 b( t9 x
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: 8 小时前
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: 7 小时前
鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43! g. R$ R0 ~* _( Z8 f
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？ ...

2 p; C+ O  k" _6 Q$ \) K2 v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



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