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。

# I/ }' @( u5 D. z4 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。
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  T8 b! m* d  w7 c! E# X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。
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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。

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。

- H0 M% l. a" k  O; s. O) w' \换核弹头呢？
: x" n8 Y9 `! E1 k
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。
7 b+ z% }/ E5 N& ?
& ~% r! ^$ a/ `1 ~# U6 {那核弹怎么摧毁陨石呢？
7 E+ O) h' [! Z/ G
- g" ^) y8 Q% n# t9 N' F- e: a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
8 J! T( r$ w+ V! p0 K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。
  b+ @) t( V8 Z. J5 Q  Q
https://csist.kejie.org.cn/a559.html

美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
" n+ k7 h3 \0 B9 j0 b' Z
. f( [) \& \4 d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
0 W. M1 b& m" F" H晨大好。

  z% t  Y& v6 ]3 H1 Jhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html
3 x- a1 m# W4 a$ n6 ]2 t- L! {4 n
国家地理的说法。

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。

https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

/ g! B; u! D  h0 }* T' q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
  K/ A1 t1 P# Z+ |晨大好。

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
" _9 A) a$ ^% X- Z: z1 m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 ...

% `. z6 ?- p4 u+ u( H, 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？

下山虎

2 L2 b( N& P; a; e, D: `* a" M

晨枫 发表于 2026-1-14 14:42
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。
6 _, w9 {; U' y
- W5 j  G# Q/ E- Y" M% z* M
2 P  {2 a+ U7 v/ P+ P" |9 I; a. H30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
- W! |1 v2 x& ?2 T2 g* U  j: k
& @6 c% X: G: P  M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)
5 }4 V6 P" y4 v. T+ X100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
7 |: a! [! B1 G- C100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
, j0 a' c8 [* z$ U100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
6 y: M  Z  C7 {5 L; N300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
- F$ `- o: b8 K) K4 q2 U) {300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
. u7 o2 b  i) I" ~0 {500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
  h/ S, t. e8 ]# q% W7 q500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30
: B+ r. I/ }, P* ]. s  _
# G7 |: r" z, i& y
8 U+ L3 t0 c) Z/ _( A1 ^
$ u' y" i) D! {$ ~: 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。

天体        平均直径
月球        约 3,474 公里
0 Y% B8 n9 R2 E- e" ~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
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 ...

  A# S' q- o$ K3 x/ {% ?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
! H) h" i1 Q9 e' D, U; \2 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 ...

: i$ X. W( P( X  J3 u) R动能穿深后引爆

: ~2 A: K, n8 ~( u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
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; g5 ]5 X. Q; S' E( f7 p
$ |/ D) e& C/ U+ x% C9 S# ]# l/ r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。


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晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
动能穿深后引爆

7 t4 e/ e1 {) N! `5 r' b: E$ p% q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） ...

' u3 P/ q) s( h( C! s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。 ...

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。

% u- i. P  v' G2 w! S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。

- Q7 @6 M# C8 ^" Z* _; }+ C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。
: H  Y. e7 R+ i7 X; @4 y
7 z: b3 q2 ^. X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
+ c. W+ d! D0 T$ a) O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 F6 f+ l4 O" j, ~$ W: D* C6 C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 ...

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
) b. |; N$ e, ]$ J- l  X; Q+ ~动能穿深后引爆

- P4 N; V$ z# j2 Z% ]/ I& Y1 a9 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） ...

6 P% E( V$ H2 M- w9 J# m& s- @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。