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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 星际防御的工程问题
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[工程技术] 星际防御的工程问题

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晨枫

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楼主
 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。: L( \8 q+ m4 _! }2 }
5 y# y7 d% S3 p  F" A$ P0 o
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 D0 d1 m4 U7 J) G9 }% I$ U
# `, x+ @! B( j1 Y+ ]9 B
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/ ^3 V) L$ w; U/ K* Y+ c0 t8 b" c( F. Q) I5 i( g
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。
+ G4 M. g8 t2 S1 ^! W$ \  c
% P0 v( v0 X7 _* R( ?0 G* E. P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。' N; i4 J" Q  H- e; e6 R

" G3 S( G& j7 u换核弹头呢？" V0 A) H  W( T4 l9 n

$ s$ b: V5 i0 D* a7 F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。, h3 O7 R! j( a5 R7 T  m
# Q. m/ i) _2 ]- a" P- ]- D$ b
那核弹怎么摧毁陨石呢？/ l; m) _6 Y' U1 k
  H& H$ G& [9 `" H
还是我弄粗了哪里？

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下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

    • 签到天数: 44 天

    [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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    蓦然回首 + 10 脑补出来了

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    晨枫

    该用户从未签到
    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 20:09  n9 w% q& v( V4 A: B, E
    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

    5 Q- U0 q( x. L; Y& P6 _, ^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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    xiejin77
  • 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。: t# k9 z$ x9 E+ u
    $ R3 l1 C# _0 {9 U. [
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html: H. l: X& U& S  s" n
    ; z) }3 L& S# F7 r* k3 r( a
    美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
    + v; D' |1 ]4 q7 l- @4 U7 n3 x7 k: h2 p! S, a% H
    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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    xiejin77
  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45

    • 签到天数: 227 天

    [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: ?5 x+ L# C8 C% C
    晨大好。4 h7 l# w4 |. a$ Q* ~: `

    . e% c; B9 n* t! Y; Q( Q0 Ohttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

    ' I! T: [1 }" [  @& D% \) }2 Mhttps://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html6 T2 Q9 ?, z7 c
    ! |4 B7 h+ ?# p; z6 g1 j2 ?# o
    国家地理的说法。+ I8 d! Q( Z8 o0 j
    - h8 \" Z: R, _6 \
    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。* b, T& ?3 E0 i7 }2 I: P, B) y( [' E% j

    , P& H9 j8 |% Y7 `https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
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    下山虎
  • TA的每日心情
    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
    ' c! j. M0 _/ v! Y" Z8 \基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

    # `3 l" ]8 E& Y$ C& a: \# @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”
    ' l& O3 F4 L; v. h6 n; \2 y# r8 q" R8 v: i2 Z; x
    https://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

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    晨枫

    该用户从未签到
    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! p4 x( z1 I% I9 S8 f7 N% k
    晨大好。
    ( h/ n: z4 p; v% S7 U7 \- F  w8 Z! g# L1 q& i% Q) ^3 W( X9 H
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html

    . [1 x( k* H8 v& ?* j5 ]4 ^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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    晨枫

    该用户从未签到
    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# q, I5 W: B0 y6 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 ...
    5 ~; `1 P6 l$ t; Y0 A  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？
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    下山虎
  • TA的每日心情
    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 ; Y) N! e; D4 z: i
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:42# R. \7 S# J! p0 M4 M# ~3 M
    还是那个问题啊：没有冲击波的话，核爆如何摧毁小行星呢？

    / P5 D! F. ^7 G0 p- P8 v% X  M; `2 D8 @! I: h: n
    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。0 ]' m- l1 B$ o7 s) O; G+ G
    $ B8 s* [/ ~- }- R$ c2 ?

    3 Z! J6 A- X8 f8 b30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果+ V; q, E5 P1 e& p+ M

    / @; S2 {1 W$ `3 e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 ?3 {1 X. N& Z7 i% w" L100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
    - d! m5 r2 A8 ?/ S: K100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20$ ]: Q" K/ t. u) l. r3 |
    100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30/ w! d! T9 `# T4 U7 T$ o) _$ n
    300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
      j9 S7 D, K% m5 z  W9 D. d300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80( Q1 `% I  a% v  @
    300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50$ M5 d5 q6 u5 k: I, w- w+ Z
    500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
    6 Y8 P. |. b% Z- \+ C- h500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70" }9 [5 l6 D/ a+ R, O: G7 p
    500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30* h8 h8 Z# t$ m- p* X2 w
    9 R* W+ @6 b# X& P

    5 O$ Z8 F! D4 _/ v
    ( x8 L! s8 V: X7 X1 \- G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。
    # I& e; c" W& h& r+ V7 f) X9 O/ ^0 V
    天体        平均直径
    ! g  g0 `* W; [1 h月球        约 3,474 公里
    + }" M  I" |9 H+ O7 ?+ _) H8 s冥王星        约 2,377 公里
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    xiejin77
  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45

    • 签到天数: 227 天

    [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
    / W3 X& G( P+ K- Q, f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？ ...
      G) H- j8 _6 {; Q
    晨大，我找到论文了，微信发你
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    下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

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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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    晨枫

    该用户从未签到
    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 01:150 B% h( h! s( h4 B/ I3 l' k8 u& r
    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 u: w9 R# P; [  ?$ w7 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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    下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

    • 签到天数: 44 天

    [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 22:405 ?- x" p  S6 _% z5 |6 A
    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 ...

    " b. V4 m) x! e动能穿深后引爆! V; t  Z9 Q, y9 s; c" ^! p
    3 Y) S3 [: l; I! O
    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& b' d" v: T. b  z9 E

    1 q6 s% x8 Z0 c5 o& }6 g: S# c$ S5 C
    / Y( c% i' V  o! K8 P% b% X7 _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。& i9 h! j/ S; _) b$ Q& j% E( K! O9 e

    / U  D7 O0 X" ~) a' ]" k
    - K% t) B2 q$ u2 ~
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    晨枫

    该用户从未签到
    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
    , q/ q6 s+ n' o0 [7 K& S) {动能穿深后引爆
    9 u* D: K- j7 s) n2 u# g
    1 M$ A3 J7 a2 a; b9 n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） ...
    . k* ]. F/ n' a8 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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    下山虎
  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40

    • 签到天数: 44 天

    [LV.5]元婴
    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
    . i" a* ?- ^! k2 Z5 E  Y. S
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:340 c; I( r! e: e" ^$ m( y7 t2 p
    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。 ...

    " D( L! Y6 w3 S+ Y
    4 s0 n' H( b8 z( e3 u! U% D4 s& c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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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57

    • 签到天数: 303 天

    [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。
    $ _2 m- C4 z' O- d5 B4 O- I8 }: r
    8 W5 [+ m! z$ P0 X0 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。, @% {) t( a$ z  U) U

    % N9 |. T" j& \- f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。
    / K% N8 t3 e" @
    * i" J0 g3 m5 N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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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57

    • 签到天数: 303 天

    [LV.8]合体
    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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    晨枫

    该用户从未签到
    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 22:435 ]5 U/ i( F* Q2 f/ v, X
    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？ ...

    8 f! B. G% \1 Z  e8 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
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    鳕鱼邪恶
  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57

    • 签到天数: 303 天

    [LV.8]合体
    19#
    发表于 2026-1-15 21:31:26 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2026-1-15 13:542 J0 x2 z& z# _0 h
    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 ...

    + J1 y9 i" c4 i3 [' b+ s4 X9 U  z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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    隧道
  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19

    • 签到天数: 1 天

    [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 05:572 r" t3 q8 c$ L% ?3 S) c& F) h2 @
    动能穿深后引爆& c+ H( \1 n3 g) ]) N; m1 i' l
    - |0 j4 x* o( Z8 G
    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） ...
    + B3 _% P2 z* v* O% C3 p
    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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