Использование ядерного оружия, чтобы сбить приближающийся метеороид с курса

Часто говорят (или, по крайней мере, я где-то это читал), что использование ядерного оружия для борьбы с потенциально приближающимся метеороидом нецелесообразно, потому что оно может разделить его на несколько приближающихся тележек.

Некоторые вопросы, хотя:

  1. Если бы ядерная бомба была взорвана с одной стороны, или несколько взорвались бы с одной стороны, разве этого не было бы достаточно, чтобы слегка отклонить ее от курса, и тогда она полетела бы прямо на землю. Это нужно было бы сделать, когда он все еще находится на некотором расстоянии, чтобы даже небольшой толчок имел эффект.

  2. Даже если бы он был разделен на миллион кусков - конечно, это было бы лучше, чем один большой кусок задницы, потому что эти миллиарды кусков просто сгорели бы в атмосфере, а некоторые счастливчики увидят метеоритный дождь века.

Несколько лет назад сделал некоторые расчеты рельсотрона. Оказывается, удар по астероиду сбоку, чтобы изменить его траекторию, менее эффективен, чем удар в лоб, чтобы замедлить его; передача импульса и все такое. Вам нужно только задержать вещь на время, которое требуется Земле, чтобы пройти 1 диаметр, около 12 756 км, по своей орбите. Это занимает около 28 минут.
space.SE более подходит. 1) Ядерное оружие не будет буквально «толкать» астероид. Он нагрел бы одну его сторону, и это вызвало бы выделение газа (гейзеры) замороженных летучих веществ, которые приводили бы его в движение, как временный ракетный двигатель. Но если астероид вращается достаточно быстро, он не обязательно перенаправит его. 2) Нет, если в результате получается несколько фрагментов, каждый из которых достаточно велик, чтобы иметь катастрофические последствия. Астероидом может быть что угодно, от пушистого снежка до твердого куска железа.
Простое сжигание в атмосфере может легко привести к производству достаточного количества тепла, чтобы испечь большие участки земли. Прямая передача тепла в атмосферу сводится к минимуму, если вещь поступает как единое целое. Другое дело — тепло, полученное от того единственного куска, который выкопал кратер глубиной 30 км.
@WayfaringStranger Я подозреваю, что вам будет трудно найти космический камень, чтобы выкопать кратер глубиной 30 км. Даже глубина 0,3 км может подтолкнуть его, но, по крайней мере, это более правдоподобный порядок величины.
Весьма актуальна, возможно, до такой степени, что является дубликатом: Nuclear Explosion in Space . В общем, вот несколько вопросов на этом сайте, в которых ядерное оружие обсуждается по-разному.
@MichaelKjörling Я наткнулся на оценки переходной глубины кратера Чиксулуб на высоте 30 км, но сегодня утром не нашел хорошего источника экспертной оценки. Это была 12-километровая скала, довольно крупная.
Метеороиды, вероятно, не то, что вас интересует. Что отличает их от астероидов, так это то, что они не превышают 1 метра в диаметре. Объект такого размера не будет большой проблемой. Вы, вероятно, заинтересованы в отклонении астероидов.

Ответы (4)

Если у вас достаточно предупреждений, есть более мягкие и гораздо более предсказуемые подходы, чем использование ядерного оружия. Если у вас недостаточно предупреждений, то вы, вероятно, сделаете только один выстрел, поэтому вам определенно не нужна непредсказуемость ядерной бомбы, придающей неизвестные скорости частицам неизвестного размера, только одна из которых должна быть уничтожена. быть достаточно большим, чтобы представлять значительную угрозу, чтобы сделать это рискованным предприятием. Если вы знаете, что объект не является кучей обломков, например, металлическим астероидом, и у вас очень мало времени, чтобы сбить его с курса, то ядерная бомба может быть хорошим вариантом.

Ядерное оружие из своего ящика выкидывать, конечно, не стоит, но к его применению нужно подходить очень внимательно. Это утверждение, вероятно, применимо ко всем возможным применениям ядерного оружия.

только что заметил крупицу мудрости в конце.

Что касается первой части:

Ядерное оружие имеет одно большое преимущество перед любой другой схемой, которая была предложена. Любая другая предлагаемая система требует сопоставления орбит с целью, прежде чем вы сможете попытаться ее переместить. Пока ваша система наведения достаточно хороша, ядерному оружию это не нужно.

Ваша цель приближается к Земле со скоростью 10 км/сек, вы должны лететь туда, затем отменить исходную скорость и добавить 10 км/сек назад к Земле, прежде чем вы что-либо сделаете — и в этот момент даже с самым большим ускоритель, ваша полезная нагрузка ужасно мала. Однако вашей ядерной бомбе все равно, если она движется со скоростью 20 км/сек относительно цели. Пока взрыватель взрывается на нужной высоте, он выполняет свою работу.

Также есть небольшая деталь: ядерное оружие содержит очень много энергии на килограмм, а количество килограммов, которое мы можем доставить до цели, ограничено.

Что касается второй части этого вопроса:

Причина, по которой разбивать его — очень плохая вещь, — это закон квадрата-куба. Энергия расходуется во всех трех измерениях, поэтому она падает в третьей степени расстояния. Мы живем на поверхности, правда, площадь увеличивается только на квадрат расстояния.

Посмотрите, что произойдет, если мы разделим камень на 8 равных частей. Энергия = 1/8, расстояние = 1/2, площадь = 1/4. Каждая часть наносит 1/4 урона всей скалы, но есть 8 частей, что в сумме удваивает урон. (Больше энергии тратится на взрыв вещей, меньше на создание кратера.)

Разрушение камня — худшее, что вы можете сделать, если только вы не можете разбить его настолько мелко, чтобы куски израсходовали свою энергию в атмосфере.

Это предполагает, что повреждение этих 1/8 фрагментов связано с их площадью. Это, конечно, не так. Если бы ущерб, наносимый 10-километровым астероидом, ограничивался 10-километровой территорией, нам было бы все равно. Проблема в том, что 10-километровый астероид содержит много энергии и может опустошить гораздо большую территорию.
@MSalters Я не делал такого предположения. Конечно, камень повреждает область, намного превышающую его собственный размер. Заметьте также, что я конкретно говорил об уменьшении энергии с расстоянием.
Прекрасным примером того, почему разбивать астероид — плохая идея, является ракета MIRV, дюжина маленьких ядерных бомб наносит гораздо больше урона, чем 1 большая ядерная бомба.
@BlakeWalsh: Критическое отличие: РГЧ нацеливается независимо; он может поразить 12 рассредоточенных целей. Астероиды неуправляемые.
@MSalters хорошо, более точным сравнением будет ракета MRV.
Если вы можете доставить космический корабль с запасом дельта-v даже в 10 км/с к точке перехвата, подумайте о том, чтобы забыть о ядерном оружии и просто сделать его большим кинетическим ударным элементом. Эта относительная скорость в 20 км/с и все еще нетривиальная масса, несомненно, столкнут астероид с его пути, и, если сделать это достаточно рано, может быть достаточно, чтобы астероид полностью пролетел мимо Земли. Если бы мы знали массу астероида и имели некоторое представление о его составе, я подозреваю, что мы смогли бы определить лучший угол для удара с точки зрения отклонения его траектории от Земли.
Я не согласен с теорией разрыва. Во-первых, энергия взрыва расходуется не только на то, чтобы разбить его на куски, он может испарить горную породу, превратив ее в общую массу, а испаренные газы действуют как движущая сила, разбрасывая оставшиеся куски в быстро расширяющееся поле обломков. Если сделать это достаточно рано (дни, недели?), осколки могут полностью оторваться от земли.
@MichaelKjörling Вы получите больше замедления, поместив ядерную бомбу на перехватчик, а не просто ударив ею.
@Innovine Если у вас есть энергия, чтобы отклонить фигуры в промах, у вас есть успешная миссия по отклонению. Отклоните его целиком, и вы не получите урона, взорвите его, и некоторые части все равно попадут.
@loren pechtel Ничто не говорит о том, что осколки должны ударить. Возможно, все части отклоняются на большую величину. Чтобы промахнуться по Земле с расстояния в несколько месяцев, промах — это дельта v в несколько сантиметров в секунду. Кроме того, мелкие осколки сгорают в атмосфере. Поскольку многие астероиды представляют собой свободно связанные груды щебня, рассеивание их в облаках гравия сделает их совершенно безвредными.

Судя по количеству породы, испарившейся в ходе подземных ядерных испытаний, и по размеру среднего астероида, сегодняшнее ядерное оружие способно легко испарить все астероиды, кроме самых массивных.

Крупнейшим ядерным взрывом США был взрыв Castle Bravo мощностью 15 Мт. В результате образовался кратер диаметром 2 км и глубиной 75 м. Это 3,1x10^8 кубических метров. Но это форма конуса, поэтому много энергии излучается вверх. Допустим, примерно половина, что дает 6x10^8 м^3 испарения и/или рассеивания породы. Этот объем эквивалентен сфере радиусом 530 м, если предположить, что мы пошлем Брюса Уиллиса просверлить отверстие в центре астероида. Согласно Википедии, существует около 31 миллиона астероидов меньше этого размера и примерно на 1 метр больше. Так что, учитывая, что русская Царь-бомба снова была в несколько раз больше, я думаю, будет справедливо сказать, что самое мощное из сегодняшних ядерных боеприпасов взорвалось в ядре.мы говорим о достаточной энергии, чтобы полностью испарить подавляющее большинство астероидов. Любые куски, которые могут остаться, будут выброшены наружу на высокой скорости экстремальным давлением в центре испарившегося и быстро расширяющегося плазменного облака и, таким образом, будут отброшены достаточно далеко от первоначальной траектории удара, чтобы они не попали в Землю (при условии, что вы попали в цель). это через несколько недель или месяцев).

Мне не удалось найти ничего, кроме предположений о последствиях ядерных взрывов в открытом космосе, рядом с астероидом. В отсутствие атмосферы для взрывных волн энергия высвобождается в виде излучения, которое, вероятно, испарит поверхность астероида, отбросив его в сторону и сбив с курса.

Я также нашел это, что кажется интересным, хотя я не смотрел все это.

Очевидная разница будет заключаться в том, что подземный ядерный взрыв все еще действует в атмосфере, тогда как ядерное оружие, нацеленное на астероид, будет действовать в вакууме. Этот ответ будет лучше, если вы добавите к нему соответствующие цитаты и примеры.
@michael kjrling да, добавил
Конечно, если ядерная бомба взорвется под поверхностью, очень быстро возникнет атмосфера чрезвычайно высокого давления плазмы и перегретых газов из испаряющейся породы. Я не могу себе представить, чтобы немного вакуума вокруг бомбы имело такое большое значение.

Ядерное оружие — ужасная идея для астероидов. Первые ядерные взрывы в космосе действуют не так, как в атмосфере. В космосе ядерное устройство создает большое смертоносное облако радиации, но не более того. Он теряет всю свою взрывную составляющую, а при отсутствии атмосферы для нагрева большую часть своей тепловой составляющей. Таким образом, в основном, если вы используете ядерную бомбу на астероиде, все, что вы получите, это то, что у вас будет очень большой сильно облученный астероид, летящий по тому же курсу. Может быть, вы могли бы использовать их, если бы вы могли просверлить отверстие и заполнить его химически активным газом, таким как кислород или водород, чтобы вы могли вернуть часть взрывной и тепловой составляющей, но на это потребуются недели, а возможно, и месяцы, и конец результат не гарантирован и будет работать только на не очень плотных астероидах.

Поскольку количество радиации, испускаемой на близком расстоянии, достаточно интенсивно, чтобы испарять твердые тела, я не уверен, что ваши рассуждения точны. Ударная сублимация внешнего слоя астероида дает прекрасный реактивный двигатель, хотя и немного неэффективный.