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。
( s; |/ l8 T1 H' f; \7 t9 S! E8 U; `9 o1 |! X
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。
5 K; d7 _* X: Y% I1 P# M
. a7 m9 \* K, L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。) i1 h5 W, l) h# M3 e

) ]2 X: ~; T) [3 }' K" \% P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。# q7 G8 C: U9 P( _/ H
3 L5 m5 H. v; d! ~( o" 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。  u8 x) t0 c/ [6 @+ M8 t. v8 T) n

0 V8 c# `) O, J( Y换核弹头呢？9 {+ z; V& y. R+ P/ B
3 ?$ J* _/ H! p# q, q
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。6 w  G4 r* P( {2 h7 _

% ~& \' p9 x, j0 [9 Q% x- F那核弹怎么摧毁陨石呢？
, ?. f1 G# @, C, I
0 h7 I" ?3 M5 r: I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 20:097 ~' S# |# P* W: \8 x% q; W9 r" n7 @
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 b6 B! I5 P+ m) ?0 _5 l$ 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。6 {6 [% C6 V/ T0 y6 s6 x
) l- B7 e+ v' r5 Z) I7 v8 ~& E
https://csist.kejie.org.cn/a559.html) ?, r- f3 A8 T8 V% V* F

( d1 S0 m3 a; D0 I) N2 V美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。4 V3 Y' Z5 |! F5 _* H$ o

, {; B; A, Z% p4 F: [" z4 w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 11:141 d' F$ g: X: F: B$ _5 B
晨大好。
4 X; e. z8 L# s8 ~) G0 v: R" F
7 Q6 f3 s2 s4 Z3 w6 O2 u/ Lhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

+ W3 l, m( q8 X8 ghttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html. c# i, [/ F6 Q. {: s7 u0 `
! K9 K: T( N/ Z
国家地理的说法。
8 v! R% Q$ a- G2 Z5 v2 R# G* H; p8 h8 y( M1 D6 N
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。
: }+ y0 m. o: H. F& H7 |% X' S
# ^# G! `& J5 |& T9 v. {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
/ V9 Z; y9 ~# ]& {, 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”
0 ^; ]3 \, X% B. c/ `/ c9 y( h) @  q. h6 i: B6 f( C; I4 o
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) h( G( P/ @2 G2 _
晨大好。
) \6 q  F. @  }" A' g# m, O& B0 [6 q; _: f
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
% S0 _/ z/ a1 g% x& N
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; i1 P. j( t" |4 R$ g
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 ...

) [9 C% K$ s1 n- z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
  ~. k9 `' B% L7 e5 g# f
晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
7 t  O* c* x1 T1 v9 _' Q3 ?' }$ T0 T还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？
- T# ]7 {2 s  A* R* g- M) n
1 h% A( O- _( [3 Y* [
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。
: ?2 H, U* u8 \7 F3 C5 ~& L# n. L! N4 `+ A# ?0 u' N
& }" c: \/ c" Y: f. j% K% o
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
# U! K: M% l' \% F0 Y3 A
. F4 F8 @9 L' ?2 Z' [3 a8 I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)
6 p# j0 e1 K6 O% J: W: _100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 574 j; g. [5 ^: J! w/ y5 f- K
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20, X  h2 C9 E4 M
100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
' Q# f: n! [) x300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 326 Y3 u% o, Y7 A
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80% ?/ M7 P/ w3 V2 j
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
+ b9 U; Z1 K  t" ^+ H  E500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
2 j" i7 D8 z2 v/ ^; ]- \  R500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70$ V' I# Y' P; q, d' Q! S9 x1 S
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 301 ]. a" A6 A* [- R4 s( u3 h

0 d) o1 e" V0 {) }3 a. G) k! n$ W1 U6 s( B

  [+ O  a* i* `% [# f( [* y' o# }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* R" e& y5 ?

7 K; `- z( R' k9 n/ l# B+ a- J天体        平均直径
2 f! v; g$ M' G月球        约 3,474 公里* H8 z! I5 H/ h8 ]6 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 14:406 ^6 f1 _; z( L  D' g
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
; _0 n6 d2 ~5 @6 d; r9 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 ...

0 v7 j; }9 C1 q' D, s, D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
& `; m5 [1 n# s; f6 F( x% d( r& F  T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 ...

$ }$ F# ~) d4 _# m( p9 o& Y动能穿深后引爆5 T" X3 d$ i7 b
2 j. Q9 M& J: q: t( K7 {$ m; 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）组成) X1 ~6 z4 L! B) q% u

& R% o/ R& B! B9 b/ x9 q
' |: f2 m4 i7 `. B! s+ I! h6 m5 q" 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。5 o- \* C( N2 ?& L6 R% y# V

* q1 k# K  V; i9 L+ G
6 P0 g& ?$ h( w0 N
作者: 晨枫    时间: 2026-1-15 08:34
下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
. H1 G1 l( J' T; W! v* I! i动能穿深后引爆
' p" t9 O" Z$ Z8 {. D2 P$ I9 A6 Q3 \) A; i# M
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） ...

% h$ A/ _$ K3 B( `1 S' w& h* X- p& {' q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
9 `1 G& d' C* T/ B2 J7 w; b
晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
' |' W' U0 B& @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。 ...
  J6 X" U1 p, P# a+ U8 E

& L/ Q; q- k8 R# G8 N0 g& K* 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: 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。
/ e7 p; w) K- h; M- V" _/ g# G, o( w2 j* K+ N* K6 G& Z* j! K( i! {* t
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。
) D* U: O, W/ v/ }& F/ I5 J) Y* n+ _  f: v6 S# r* Q
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。+ t5 b1 n  a, X4 z: p! v

, R- |; w6 x1 z  u/ E* @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
; D* y" S1 ]9 {9 ^; W6 P4 q  b; }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？ ...

; A" A; m5 H# r$ 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
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-15 21:31
晨枫 发表于 2026-1-15 13:54
* |# i6 L. q7 z* U8 M: g! x' c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 ...

. r, S7 _: N% c6 |8 l1 q5 a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 05:575 v" }6 r1 ~- e1 U
动能穿深后引爆
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7 p6 C+ ^4 T( ?' X6 s: V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） ...

% g  T4 N# N8 b. P  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。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2026-1-16 23:51
隧道 发表于 2026-1-16 21:46
8 F0 X3 {% s  r6 u7 F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。 ...
* c6 F/ b4 n7 x4 @" }
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
, B$ e# O; `* y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 ...

2 e' K; d4 O  e+ F  r0 E' u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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