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[工程技术] 星际防御的工程问题

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 楼主| 发表于 2026-1-14 08:46:42 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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。
$ N  `/ `+ V3 f3 f6 V
( J  S% U% h; m; G: Y& I& a$ O, D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。  q7 L5 h% v5 S- Z) |! ^' P* a
6 r* P/ c% @" E& z
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。
- t/ q) B/ ^. }2 F% K5 s
. [! ]( i$ v7 ^' Z9 r6 i6 o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。- L0 n5 ]3 g  Q6 a' f' k

( @. Q2 u+ M' J  `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。
2 s5 E3 x0 g5 O8 W# q; R7 S' T' q5 x1 |
换核弹头呢?$ B9 O# n0 N$ e3 I
6 D5 Z( ~* b0 X; w( f3 S
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。
$ \/ K. j" C2 w
8 g# N& a* N+ ?# N/ B. J( Y那核弹怎么摧毁陨石呢?
( q8 p* y5 `/ o: {7 y" i1 |7 W& o, W9 P' V
还是我弄粗了哪里?

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [LV.5]元婴

    沙发
    发表于 2026-1-14 10:09:53 | 只看该作者
    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

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    板凳
     楼主| 发表于 2026-1-14 10:33:20 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-13 20:098 P" a8 k* h$ z* l, B
    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

    2 R8 f6 X8 U, |! q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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  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45
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    [LV.7]分神

    地板
    发表于 2026-1-14 11:14:41 | 只看该作者
    晨大好。
    3 O' ^  _! V: t8 N* I& `# R: q+ Z. g2 X4 B  _
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html7 g  E6 v, _; U

    % O- \! k; b1 K0 k% s& |美国12年就做过实验,洛斯阿拉莫斯实验室。7 A) O" A: K, K) J( s) T2 T

    - S0 \1 `# g- 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。

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  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45
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    [LV.7]分神

    5#
    发表于 2026-1-14 12:16:58 | 只看该作者
    xiejin77 发表于 2026-1-14 11:14/ B. H' E7 ]( f, \+ Q% v
    晨大好。& M2 E: o% e2 ]0 T3 c
    - V% k( w4 ]! n" f3 j
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html

    . r3 I% q! s: y: s! {2 @4 fhttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html4 e; b/ h% I5 ]9 @. v# [" H# e

    , Q. v/ q+ v: t6 L$ L3 Z国家地理的说法。4 P* i* P1 O+ {* T

    0 u( m: x# j% i/ i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。, l* k7 x- P! M* e( O
    3 ~1 h# s* z; T+ ^; ^
    https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
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    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [LV.5]元婴

    6#
    发表于 2026-1-14 13:10:14 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 10:33* G; ?% k1 W/ 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
    0 i( V1 h  G8 U8 N) ^
    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”
    ( [9 j1 a! u  o2 B! y7 E8 R# I8 |$ @) k9 U
    https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

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    7#
     楼主| 发表于 2026-1-14 14:40:54 | 只看该作者
    xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14. e5 [9 C" \7 F, l- B2 B$ C
    晨大好。
    4 H% e4 |4 ?) Z' o8 i1 y, K* f: }+ S9 G2 u
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html

    8 m- X. B4 g5 E) s; Z' M: _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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    8#
     楼主| 发表于 2026-1-14 14:42:00 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-13 23:10
    0 [  I1 A) ~7 E( Y" h. G. U- 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 ...
    * @7 U) g) W5 b  Y# Z- L6 ~
    还是那个问题啊:没有冲击波的话,核爆如何摧毁小行星呢?
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    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [LV.5]元婴

    9#
    发表于 2026-1-14 15:15:23 | 只看该作者
    本帖最后由 下山虎 于 2026-1-14 15:59 编辑
    ( q0 K. G# ~8 W: ]
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
    9 H7 X% R* p: r% m8 l+ F9 u还是那个问题啊:没有冲击波的话,核爆如何摧毁小行星呢?

    ) i6 I8 b' S, S: Y3 d
    * Y9 X7 a7 z3 E' J/ s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。6 w$ h* R# ?  p
    $ ?& n: ^" x8 e5 m: E4 T" r

    " D4 g/ F" u* i) B9 Z, m/ N9 J30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
    2 m7 z5 z: y2 _( n. l9 k$ `7 m- @+ y( H; p" K! t8 B& b' }
    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)! E9 ~# M3 Z* K% L: e
    100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 575 [( G* a  b  J3 T3 H' E/ W
    100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20! `  C% w$ O7 c0 T
    100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30& @0 M$ \. p; Z
    300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
    ) P/ D3 K' r) i# x2 ~300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 805 }' x3 r* {- a  s! Z$ f
    300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
    * }) g' p  D' M500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 412 {# S7 O. \. ], V
    500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
    + v- }+ @3 V- ~2 C1 H. B$ e  ~5 Z500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
    0 }- j' y5 D8 V3 `' T: p  S( q# n9 F; W. K$ a# w
    , z0 N  @; e* m+ l6 s

    2 H2 w6 z7 t5 q( d& N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。
    2 @# q1 f: l& j" Z* s5 S1 j# r$ t+ N% F+ t" R
    天体        平均直径
    . R4 \) Q( L- V( q" X; E0 `: q月球        约 3,474 公里( T$ n' ?9 i# W3 |% J# p8 Z
    冥王星        约 2,377 公里
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  • TA的每日心情
    开心
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    [LV.7]分神

    10#
    发表于 2026-1-14 15:34:56 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:40
    , U: ]# X! T: V  c% Z7 d( }+ a" \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? ...
      M0 Z) \* d+ n0 q
    晨大,我找到论文了,微信发你
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    [LV.5]元婴

    11#
    发表于 2026-1-14 19:07:45 | 只看该作者
    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
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    12#
     楼主| 发表于 2026-1-14 22:40:22 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-14 01:15; ?: u  D! B2 ]2 k% t+ {/ K* q
    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 ...
    $ ?. h  t6 a! q! R" w0 ?
    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?
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    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [LV.5]元婴

    13#
    发表于 2026-1-15 05:57:53 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-14 22:40
    5 T! m/ o  i' h2 v: 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 ...

    0 l8 h4 `. J. Y' x8 C动能穿深后引爆  m0 s1 }. N1 f- c6 Q  {

    / ^3 G) L: P% ]) p/ K3 Z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8 E0 F0 [! G5 b, G6 r9 c
    / d' d! o. r# ?" u! y  V. O5 @

    ' X# K! }; R  f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。
    ! n7 ?# m  w: I8 p- Y$ P0 }
    : C$ X( }7 c0 b- K+ [: y% `% a2 z6 G& ]! n5 h( s
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    14#
     楼主| 发表于 2026-1-15 08:34:45 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-14 15:57% \9 l& s9 a, U3 J5 Z% I5 V7 u
    动能穿深后引爆+ e/ a  z: \) g$ F2 ~! ^" z

    / H, R* ^) b4 v: o5 P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) ...
    2 w( R# O% x, e( O2 {0 i/ O
    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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    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    15#
    发表于 2026-1-15 09:42:29 | 只看该作者
    本帖最后由 下山虎 于 2026-1-15 09:44 编辑
    : f' S2 j4 _; {  [
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:34
    6 V, g& f% W  K# y" v2 e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。 ...

    ( B' U4 ?4 ?2 n% Z! R' w, R# u' s6 Q9 ]+ M
    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
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    2026-2-1 23:57
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    [LV.8]合体

    16#
    发表于 2026-1-15 12:39:13 | 只看该作者
    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 K( ~& c  J: e7 I$ X

    1 G0 i% |- Q; o9 y1 [  p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。8 E+ Y0 Z  r; m6 q' p2 @; O, u- m. S, K
    ! l  Q( q3 [( M/ h) ^; x9 G% c8 }
    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。
    ! y# k1 X+ c5 F, O" p8 U: J9 Z5 L: k4 ^* i* C& B$ `
    肯定不能依靠火箭自身的动能撞击来改变小行星的轨迹。
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    开心
    2026-2-1 23:57
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    17#
    发表于 2026-1-15 12:43:07 | 只看该作者
    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?
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    18#
     楼主| 发表于 2026-1-15 13:54:13 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2026-1-14 22:439 x9 q% z; m4 E3 U- h$ A9 U- P
    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? ...

    0 F* x" b/ m" S6 P( N7 F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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    开心
    2026-2-1 23:57
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    19#
    发表于 2026-1-15 21:31:26 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-15 13:544 H7 s) k6 T* O/ K. g
    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 ...

    4 L0 y0 W; e4 [4 v  n6 ?: d, }1 V5 o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~
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    [LV.1]炼气

    20#
    发表于 2026-1-16 21:46:21 | 只看该作者
    下山虎 发表于 2026-1-15 05:57. l( G3 ], n3 `" k/ X0 n6 n+ G
    动能穿深后引爆( B$ b, G6 L  N! {4 q
    - e# m0 {1 ^1 x) r/ [
    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 C* X4 ?# Y; `/ L6 o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。
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