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。
0 w$ z5 j; t1 r7 i: l  M
" y2 E% X4 N6 P8 ?# X& E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 H/ q8 _( s3 z; S4 X5 a/ Z/ {% 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。
8 o% b& i+ w+ x# q
8 m$ v1 ]8 g7 q- a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。

' _  k, k8 y: {/ {9 \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。

换核弹头呢？

. X: J8 ~  z$ t, @* }4 R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。

那核弹怎么摧毁陨石呢？
2 o) `& M% A# Z- G( @9 C$ O
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。
1 W6 V' \  ?% l# v7 w/ q& E
https://csist.kejie.org.cn/a559.html
$ x, A; n, {) Q4 D7 m
7 F4 w* C2 M5 @5 x美国12年就做过实验，洛斯阿拉莫斯实验室。
, D/ ^$ k& @% o& {/ \
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
晨大好。
6 z# Q4 Y* P+ h& [" U* L
, ?7 G  M' {7 l1 u1 yhttps://csist.kejie.org.cn/a559.html

https://www.natgeomedia.com/science/article/content-17562.html

# m1 J6 O5 M# H9 E' J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。
6 P6 k! d2 @6 k3 g. a# H/ ?
https://www.nature.com/articles/s41598-020-65343-z.pdf

下山虎

晨枫 发表于 2026-1-14 10:33
; K+ T8 H0 M; N0 y) d  o4 _: M1 x+ c基于动量守恒原理？那不需要超重超快的导弹嘛？做不到啊

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”
. [4 n( F0 G) J" ?) Q2 B4 s* L
7 V& I) {& O; E# f8 B2 q' ~; Dhttps://www.seejournal.cn/article/doi/10.12126/see.2017.06.003

晨枫

xiejin77 发表于 2026-1-13 21:14
晨大好。
$ x* T: N0 A7 {3 z0 T
0 k' d1 E6 p" O* [https://csist.kejie.org.cn/a559.html

) g9 H! `! f& b: j  z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 ...

3 {5 u0 [. z: w. {1 I; V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

7 i8 u& h" {% H* p

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？

/ @/ M7 S1 V- K1 m2 ?9 W
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。
( h1 o8 a" Q  O4 r5 r1 t' O8 j

  e/ p- Q; w+ W2 t- P# u: F0 S5 a30 万吨 TNT 当量核装置在不同深度爆炸的仿真结果
& m. L4 d( n* J, U. H  P" O
) l4 B1 X# 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)
) W5 q; u# ]; O/ V100        0        部分解体        0.9566        1.900        2.673 57
* D1 A$ _8 c1 D; R6 h100        5        部分解体        0.8867        10.228        13.341 20
3 Y0 k" a+ k$ C! I8 }0 K1 L100        10        解体        0.6884        13.739        13.913 30
; d! ^$ v9 V# J- h300        0        成坑        0.9993        0.129        5.133 32
* K/ }# \- |  h* X  t2 ?( [( `300        5        成坑        0.9955        1.258        49.868 80
300        10        成坑        0.9960        1.561        61.912 50
500        0        成坑        0.9999        0.036        6.635 41
500        5        成坑        0.9976        0.186        34.198 70
500        10        成坑        0.9980        0.241        44.329 30

& Z/ M3 [) K: N' `  k6 r

7 n- q9 A3 t' h  c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。
: D# H4 f2 G4 ~  B( }/ u
5 t8 U) Z+ c/ r8 P4 X天体        平均直径
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
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 ...

; b) W: B) O0 r- h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
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 ...

- N! v: X. T9 [2 f6 G- h, X* y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

: C) ^; M0 k) y2 A
% N. k0 [5 \6 Z+ j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。

6 R4 b( N7 c) D! Y5 f0 Z
. e/ u) ^  v* a) _4 Y. _% ~

晨枫

下山虎 发表于 2026-1-14 15:57
动能穿深后引爆
' o$ k+ I3 Z# b" 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） ...

. k( a* I% z6 _5 g9 G$ g  r" Q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。 ...

4 y5 ]+ |4 E8 f/ B* r$ |
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。

+ |' P" V- H1 R$ ?9 {8 ?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。

+ e1 [% o* T2 \0 C5 F( v( I& `) S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。
/ H1 P- s1 w8 p9 R
  A% `- D" w& C* J. A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
8 A3 t" F. ^) V  K# r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？ ...

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
0 c! A3 l0 y8 d! \" I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 ...

/ I' `9 S; K. G) W( @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
: S6 {! e, h& ~/ _1 R3 z9 b动能穿深后引爆

* y  F1 U, ^; ]: Q8 }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。