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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。5 I1 r0 [* Z, t& R8 B

% I$ U* A# d7 L8 K4 H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。. x' O, W2 W, s. b
, J; Y9 [  `' A1 t8 `
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。
( {3 R7 I; q: h/ X. F; A( M/ Q
* _0 E, L2 Y& j5 [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。
* C  [; e. I8 l5 [$ D3 I7 F  _5 I
5 X3 Y3 q2 C! f8 Z( Y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。
6 x4 \% X2 P6 }" W) R1 m% z; l5 m! v1 n3 V, A
换核弹头呢?
/ V/ q3 S* Y* j( E8 ~' Z0 u9 L; H- [* q! d3 D+ [4 s( r) X0 a" W% [
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。5 i2 i1 j: k  P. ?# U9 P0 E( A

6 d/ h1 T5 {) s. ^, G那核弹怎么摧毁陨石呢?9 F9 r6 U: i8 Z' `0 j7 q. _
9 M  ^# L$ s  y" M! o
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
  • 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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    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
    ) T' r5 a4 W( y/ i: V/ W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
    6 N! `6 a. l' K% C! e1 d7 F0 }+ O8 V
    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。6 d9 |9 ~/ t' M1 ^! D( e
    % {% z# q- Z9 I  ?' X. t. z
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html
    4 U# \5 f* V3 e' Q+ D4 Y) L0 b6 q: t; ?( Y# `' U
    美国12年就做过实验,洛斯阿拉莫斯实验室。1 E5 P( ]& W$ P+ E4 l: p
    1 L7 c' H4 ~4 a6 W  U, N8 C
    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
    0 {7 Z: |0 w  m6 l! k4 u) Y' P晨大好。* T. m# L2 v5 Q, n% a7 I4 @
    6 c5 g( h- e: n- \# ]$ P5 l3 S% Y  X
    https://csist.kejie.org.cn/a559.html
    ( R1 s$ Q, y0 S
    https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html! W/ j3 a" p) Q3 U- i0 R

    8 T+ a/ i# P. V$ x# b" m国家地理的说法。
    2 K! M; M; g8 I
    * Y% I" L# s( r8 p1 ^4 ]" E. n" Y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。
    ( H! t# b. r" o/ g5 f! @& U( o% N5 z
    https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf
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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

    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
      `1 ~9 a/ y" p1 X0 f8 Q5 R+ 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
    % f6 x. _* j1 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”
    - A3 x6 ^! p; G0 T
    $ v, R+ P1 [# _: ~% Hhttps://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
    # T& q1 H1 o: K$ P晨大好。; r; G/ d/ k& k  H% ]  \+ M

    % g, L, b: U( k  ?: B  ~5 e5 ~https://csist.kejie.org.cn/a559.html
    ; K% l: H7 t% o5 c2 K; D
    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 23:105 h0 {/ c6 B7 I! j2 ?7 B5 \4 R8 Z
    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 ...
    1 Z1 X3 ?- L' Q! _0 X1 @) o; N
    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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  • 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 + R) ~2 R" O1 _7 \8 \  {. i6 y, |
    晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
    3 [- {( l  [6 P7 p/ 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?
    1 I) I0 C& Z" |1 e  I

    % o. a$ H0 i  @. ~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。  \5 I# h5 a# n3 K( s# J4 b# Y

    " q, z9 f- o: Z& w) O" [& a6 b1 I: Q! x' J9 G
    30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
    : n: o5 d. y+ a0 M1 a* h4 c, \; ]1 s+ x# \  I3 j4 g9 H( |
    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)
    ; g2 x6 K7 D' X, W* {100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57! b& S$ ]8 a: v' r3 n
    100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
    6 V! ?$ m3 |! r/ k. \- L$ i100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
    " N! e/ K8 j$ {, N) O300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
    ! @3 N4 ?9 b! O  j, K9 v- Q300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80. T' i; C! j% u0 y' o  z
    300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50. T' K1 u5 G5 y& Q8 ]! u! `' j
    500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
    , H8 }/ V# P5 @7 I- a500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70! e0 \. C8 Y! {# E  g" w
    500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 308 P, h4 n# n# ?' @
    - ]" d* m$ _! m! e/ |

    ) z5 `+ z. `* N3 q. S- @  }$ t* O: \; O1 R+ ~
    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。8 n% I' t% a; F, w4 o

    3 \$ c/ ?3 o5 A% K- o( p天体        平均直径
    : G/ [, W: d: C+ d, f7 y月球        约 3,474 公里
    - b9 h* E5 Z( G$ X$ |$ j冥王星        约 2,377 公里
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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

    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. d3 G9 p9 D4 B& A# R
    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? ...
    - P9 d7 d$ X5 j/ Z: y
    晨大,我找到论文了,微信发你
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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

    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 01:152 n% m' z3 z) L# [+ I: 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 ...

    ; W/ B( k) l! k' T7 L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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  • TA的每日心情
    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
    ' F* \/ [$ m' c9 L% u* L8 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 ...
    & m) F% ?2 A5 N( R5 C$ A) y
    动能穿深后引爆; X6 p% H, ?1 {# Y

    & Z0 W+ [- A- 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)组成0 D; ?6 D+ B) k( o5 ^$ ]
    3 \7 I6 p* A% Z3 P! D( K! J& d2 r; z

    8 F, S( W6 V0 K8 Z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。7 e4 M- r2 F  c" y
    + R2 K& J6 q( d- H

    ' l" A8 q! B& [- |) _
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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" h' ?2 I6 Z: ~$ x% o
    动能穿深后引爆
    % K5 I( c" V3 P3 }) J0 K, q8 e& p6 R/ Q8 m5 V$ y" q2 e
    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) ...

    ) l6 u. `" z; A9 Y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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  • TA的每日心情
    奋斗
    2026-1-6 11:40
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    [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 % T  o  g! l- u/ v! W8 E( z& u
    晨枫 发表于 2026-1-15 08:343 e' r2 k9 Q# Z; [3 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。 ...

    . S2 f9 l3 P9 k, j4 h, n9 {" w/ E3 k& d) a
    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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  • TA的每日心情
    开心
    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。
    5 z# c1 D4 f4 V% y1 v
    - d' }- d9 y8 R) p2 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。/ ^8 X6 a. K& C9 U

    1 l. R2 i' @% e' Y* G' i* l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。
    / Y9 U; |' |. k3 q, K+ f4 \7 q/ i, R, 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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    开心
    2026-2-1 23:57
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    [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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    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 22:430 r% |) t6 D7 g4 |
    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? ...
    # R% j( y3 j- I9 D0 _$ i7 o* m# 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
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  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57
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    [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 13:54* Y  U) G2 V" o% [# a2 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 ...

    3 O$ X1 ?0 ^. t! {, k% R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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    开心
    2016-2-18 04:19
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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
    3 Q, Y+ }' Y+ b* u" W' l9 ^动能穿深后引爆
    # O4 C8 F  H; ?! u: l/ o
    : Z: X0 b! w! S7 Y% ?' E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) ...

    , `4 e6 o$ q" z  @$ R9 {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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