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。
% A) `0 f. z  e
' g! _* Q/ D. Q8 L- ^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。
+ C2 I6 J& }* [2 Y
9 f( g% z3 [) z2 {2 c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。

2 |9 {% O$ w# v0 F# X7 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。

+ b- s5 m: G$ n  x( G& L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 \& O; s4 Y3 {, [! O
换核弹头呢？
, _0 g) |0 A8 B7 l
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。
' c/ i2 v: ]! F1 c- R, ^
$ q5 I* T4 n( L那核弹怎么摧毁陨石呢？
+ x! f: u1 }7 E% U- ~! r
. W  d2 t  O# X7 R" c: Q* d% G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
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

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。
" s6 u+ g1 z  s& E; T  b
7 [1 ]. L# e: c% e) G$ }5 h3 thttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
0 |- S4 b, E2 S" S
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
  [+ d+ |6 \. h7 y晨大好。

https://csist.kejie.org.cn/a559.html

5 w4 ]* M1 u: ~1 D& Bhttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html

4 r: P" n  g" U7 N8 k2 {8 }国家地理的说法。
+ S$ B1 N  y( O! y2 m5 X- D6 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。

* T: ?( n8 H" L1 c8 lhttps://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
0 Z1 [3 M. D" K3 r1 B# n. i$ d基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

4 S% X, {4 r: D& g- b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”

https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
3 T; N( E5 _% P  K, K; O5 O晨大好。
" |  W9 K  h3 A
8 B: o: j0 }' @4 `* t6 P( }https://csist.kejie.org.cn/a559.html

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
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 ...

5 t9 `1 w. B9 l. G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

晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
0 I1 `$ S2 g" D/ ]# A* ^8 {还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

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。


1 ~! |; {. e& Q. O- V1 m- B30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
2 `$ F- M( ^  X; E) l: R
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)
. n1 f! z1 b* H3 f1 m- v, k( J& ]100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
* a/ c1 Q5 n) |4 {& F  A  k100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
' w4 X7 W% E5 m6 n1 k6 R$ s4 a; a100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
+ ?) T" e4 c- e$ n# g300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
+ n2 v! D% i+ c2 ~1 Y, |4 {! P300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
7 D3 |7 s) l+ n6 z% u" Y! F$ d% O. R300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
" e- Y/ z  Z! s3 x( e500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
: u: I1 N" U. p. s% r500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30

; e% I, q( J2 p8 B! Y3 z& R8 I
, b& k& a- g; Y* ]& x
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。
) N" k7 h; \8 G: e5 z1 P3 @
7 |6 z6 q+ `. ?- o天体        平均直径
( Z$ |8 U: w, ^1 X- B! k$ Y月球        约 3,474 公里
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
( a' A1 k! _! x- d5 B0 k) m7 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 ...

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
5 U6 z4 ^: G! o# Y9 X" F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 ...

1 ?3 `. I* \* t; B动能穿深后引爆

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


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。

4 M" J0 M3 v- z( i
- F. k8 |, _! Q  S# d

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
( J6 d: K3 N8 S9 B( d6 K" R4 ~) r6 V动能穿深后引爆

3 C$ n$ y) H1 x% w- ~) w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） ...

9 g' x: o3 _2 R3 b7 z6 L. 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。

下山虎

3 z# ^+ r. k% u

晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
& A( }! T. R2 ^* V. N. 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。 ...

  _6 Z! D$ y! A1 M  u4 A& B: P
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。
( v0 N) ^5 M. Z" P% ?- o
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。

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。

" J  v6 p9 J% Q3 F4 ~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？ ...

" F$ ]- g2 K& g% c' ~8 P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
2 o7 Y: y$ \( s" B5 K) z4 o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 ...

- H4 l8 j# L: l* B+ S% e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～

隧道

下山虎 发表于 2026-1-15 05:57
. I* `5 Q! E4 ^) Q2 `动能穿深后引爆
5 o1 X, |) ?. m6 J& t  D
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） ...

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。