星际防御的工程问题

晨枫

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。
- z) L6 Y+ A" Q- D8 t% R6 j
: C: }) l- 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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0 B8 C; K- l% i8 q4 t! `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。

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。
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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。
" w5 ^. o$ j9 H- m
换核弹头呢？
) \6 D: G5 {: {3 u* G; C( r
; y1 ^1 P4 p/ x* C% j5 R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。
2 M) n/ {, g* I' d( W
4 H& j4 O% _, X+ Z! A那核弹怎么摧毁陨石呢？

  x6 x* q$ M% W* z还是我弄粗了哪里？

下山虎

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

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-13 20:09
" ^9 O% p  e5 l" h6 c1 p7 @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

7 c. }: g1 H5 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

xiejin77

晨大好。
6 T) Y9 S2 a4 l/ J$ ~( B
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
) S/ t9 J+ [* Z! {/ s# X
美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
' y3 H% Y7 |  T9 N. h4 z8 u
: V  O1 z! P6 f- h  N0 I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。

xiejin77

xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14
* H; x, b* T/ x9 c7 E& |. _晨大好。

: B$ E0 i+ u6 Z) `" T; s2 ~( [https://csist.kejie.org.cn/a559.html

https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html

国家地理的说法。
, Y# ?$ X8 n7 J) l0 h) B* _- J+ s
% D7 Q1 U: r& R7 X* k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。
- g" U- c/ b" G) ?! Q
https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
2 o0 S* }6 _/ o0 p0 _( D3 a基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

) y$ J" v7 g& S6 U; J2 l4 p- B# x7 F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”
5 `% j# {+ V5 n& q8 f) i3 g% @5 g+ P
' ?; k# u# _2 ^" H" i. g8 chttps://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
5 R& P! c, ~' k" a! R晨大好。

) ]& {) W% [8 Jhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

/ a6 J/ A: C) `# k' b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？

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-13 23:10
2 [! O/ w( P+ G! I2 V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 ...

还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

下山虎

: l6 F+ x/ S* S8 R4 X1 A

晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
. z% }, u5 x* r- c" L还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

4 m1 T; p7 z; b6 I' u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。

# c  k+ D, }1 Z
30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
. y- ^4 |5 y% P$ S' 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)
! c: M/ Z7 c9 k( h, v+ ^100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
6 Y6 z" m4 d5 F* V  ~100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
# g+ A1 {; H. M$ S* \2 x4 \500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
0 h3 P5 x" F+ _500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
6 E/ ~5 X5 U& Q
  l9 m0 m7 k( T- h
7 e2 V% {) s6 A7 x- e  B% o
( L! r4 O& @! P) \; e0 g( F- q# x1 i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。
: p. C0 D6 {4 d% U$ l! X
) ~" F) h6 D# l天体        平均直径
. e1 C2 T# L% j+ n9 F0 o月球        约 3,474 公里
; z& o( C3 Z% G3 g& I) e0 w! v冥王星        约 2,377 公里

xiejin77

晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
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？ ...

晨大，我找到论文了，微信发你

下山虎

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

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 01:15
3 w7 |# l8 m8 A3 T/ d  @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 ...

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？

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 22:40
$ B& m( s, I6 n/ J0 Y  ?/ _" c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 ...

& @; \% _9 @# b# ~: m9 U动能穿深后引爆

# u) B, g1 J% e6 I' 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）组成


% f$ _; y$ y( B9 _5 D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。
6 S2 R1 l) Y2 J/ M1 |& Q6 q

# p, o# N" I" u

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
4 N9 |3 z' ]7 w9 s# y0 h+ C动能穿深后引爆
$ M' c/ p  X/ S4 {
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） ...

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。

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
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。 ...

# B1 P6 q* S' {8 X' G3 i& l
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

鳕鱼邪恶

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。
7 C: X. f8 k! K4 D' y. n
$ I: i. q/ |# i+ ^% R4 f) Y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。
/ m5 u9 D0 ^8 t' ~4 O* @6 \1 k
4 Z$ h/ K+ \& g3 o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。
( O4 }( N" Z9 a& z
肯定不能依靠火箭自身的动能撞击来改变小行星的轨迹。

鳕鱼邪恶

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？

晨枫

鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:43
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？ ...

  o2 z0 Q( A/ k; O  p5 y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

鳕鱼邪恶

晨枫 发表于 2026-1-15 13:54
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, S9 e; W8 q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～