Термоядерное противодействие астероидам, перспективы противоастероидной защиты РФ Опции

[VBVB]

В связи с недавними событиями, вновь актуализируется вопрос борьбы с опасными импакторами-астероидами.
В связи с этим материал Атоминфо "К ядерной войне с астероидами нужно готовиться заранее" играет новыми красками.
http://atominfo.ru/news/air3289.htm

Очевидно, что пока только термоядерное оружие многомегатонной мощности может иметь какой-то реальный шанс противодействовать попаданию опасного астероида в мегаполис или важный стратегический военный или индустриальный центр.

Предлагаю делиться мнениями.

Сообщение отредактировал AtomInfo.Ru - 15.3.2013, 17:08

Причина редактирования: Изменено описание темы по просьбе автора. - Модератор

[armadillo]

Не надо экономить на спичках. Можно доставить и тонну и 10 аппаратов по тонне. И полукилометровый астероид можно испарить вторым и третьим подрывом. А вот разваленный на куски уже не убрать ничем.

Еще раз - неважно, насколько радиоактивна картечь наверху. Она плоха не радиоактивностью. А тем, что закрывает космонавтику на Земле как понятие на миллион лет.

ударная волна опасна не разрушением внешних слоев, а возможным развалом астероида на куски. Но есть надежда, что ее направление будет в виде обжатия с полусферы.

Да, еще вопрос про возможную третью ступень бустрирования заряда с У238.

Сообщение отредактировал armadillo - 6.6.2013, 8:40

[VBVB]

Да, еще вопрос про возможную третью ступень бустрирования заряда с У238.

В современных термоядерных боезарядах обычно ВОУ применяют в термоядерном узле, поскольку его деление быстрыми нейтронами от синтеза более эффективнее.
Т.е. имеем цепочку энерговкладов деление-синтез-деление.
Тогда прикидка может быть такая:
1) узел деления на 20 кг ВОУ с D-T бустированием с общей массой 50 кг дает первично 50 кт и около 50-70 кт от выгорания ВОУ за счет нейтронов синтеза
2) узел синтеза с дейтеридом лития-6 массой 2 кг дает 60 кт и деление 40 кг ВОУ дает около 300 кт при общей массе всего узла около 100 кг.
Итого: 150 кг боезаряда дают 460-480 кт.
Поскольку для аппарата-перехватчика крайне предпочтительно использование ЯРД, то его тоже можно рассматривать в качестве дополнительной ступени деления. Приняв массу ВОУ в ЯРД на уровне 50-55 кг, можем еще дополнительно снять 500-550 кт.
Также для радиационной защиты блока управления и наведения от рентгена ЯРД может быть использованы многослойные покрытия из дейтерида лития и дейтерополиэтилена с прослойкой обедненного урана.
В итоге еще с них можно получить до мегатонны-полторы энерговыхода.
Итого: правильно спроектировав конструкцию аппарата-перехватчика астероида с ЯРД можно за счет комбинации деление+синтез+деление+синтез+деление с 1400-1500 кг веса получить 2-2.5 Мт. Это количество энергии при контактном взрыве способно развалить на куски астероид диаметром до километра, а астероид диаметром до 300 метров по большей части испарить.

[RocketMan]

Тогда прикидка может быть такая:
1) узел деления на 20 кг ВОУ с D-T бустированием с общей массой 50 кг дает первично 50 кт и около 50-70 кт от выгорания ВОУ за счет нейтронов синтеза

Куда такую дуру? На термоядерные триггеры ставят от 1 до 5 килотонн. Там порядка 5 килограмм плутония.

2) узел синтеза с дейтеридом лития-6 массой 2 кг дает 60 кт и деление 40 кг ВОУ дает около 300 кт при общей массе всего узла около 100 кг.
Итого: 150 кг боезаряда дают 460-480 кт.

Есть простое эмпирическое правило - оптимально спроектированный (по мощности) термоядерный заряд дает 6 кт на каждый кг заряда. 150 кг заряд -> 900 килотонн.

Сообщение отредактировал RocketMan - 7.6.2013, 1:46

[VBVB]

Куда такую дуру? На термоядерные триггеры ставят от 1 до 5 килотонн. Там порядка 5 килограмм плутония.

Читайте тему. Выше внятно написано, что необходимо увеличение плазменной составляющей, поскольку она несет большую часть энергии и импульса.
Поэтому ВОУ, а не плутоний и бустирование, чтобы полностью раскачать термоядерный узел в чехле из ВОУ, и чтобы максимизировать долю энергии от взрыва в плазме.

Есть простое эмпирическое правило - оптимально спроектированный (по мощности) термоядерный заряд дает 6 кт на каждый кг заряда. 150 кг заряд -> 900 килотонн.

Это сказано для случая боезарядов оптимальных по нейтронно-физическим параметрам (соответствующие толщины слоев термоядерного горючего и урана в облицовке дейтерида лития и радиационном кожухе), что реально только для тоннажных зарядов уровня нескольких мегатонн. Реальные заряды за исключением пары образцов весом по 6-8 тонн сильно не дотягивают до кривой с углом наклона 6 кт/кг. Для реально состоящих на вооружении боезарядов уровнем до полумегатонны имеем коэффициент энергомассового совершенства на уровне 3.1-3.6 кт/кг для систем с двойным газовым бустированием.
Если вы сделаете боезаряд массой 150 кг дающий 900 кт, то наверняка вам дадут звание Герой Труда Российской Федерации и впридачу звание академика.
Есть же доступная картинка.

Поэтому реальнее от 150 кг боезаряда ожидать верхний предел в полмегатонны.

Сообщение отредактировал VBVB - 7.6.2013, 3:35

[RocketMan]

Читайте тему. Выше внятно написано, что необходимо увеличение плазменной составляющей, поскольку она несет большую часть энергии и импульса.

Упор на плазму не нужен, если подрыв под поверхностью. В этом случае надо максимизировать энерговыделение, а уж в нейтронах оно или в гамме - неважно.

Если же подрыв планируется над поверхностью, то да, нейтроны могут быть субоптимальны (хотя не уверен 100%).

чтобы максимизировать долю энергии от взрыва в плазме.

Не понимаю, как большой триггер тут особо поможет. Тут важно забрать энергию от термоядерно сгенерированных нейтронов, значит, рубашка второй ступени потолще, и/или модерирующие материалы вокруг заряда ("парафином обложить").

[VBVB]

Упор на плазму не нужен, если подрыв под поверхностью. В этом случае надо максимизировать энерговыделение, а уж в нейтронах оно или в гамме - неважно.

На и как с помощью автоматического/дистанционно управляемого аппарата под поверхность астероида с зарядом забуриться?

Если же подрыв планируется над поверхностью, то да, нейтроны могут быть субоптимальны (хотя не уверен 100%).

Для металлического астероида нейтроны в качестве переносчика энергии не совсем оптимальны.
Лучше использовать перенос энергии высооэнергетичными протонами от добавочного термоядерного модуля с D-3He или с D-(3He+T).
D + 3He -> p (14.68 МэВ) + 4He (3.67 МэВ)
Некая экзотика, но позволит с большим эффектом конвертировать энерговыделение термоядерного модуля боезаряда в энергию, передаваемую поверхности астероида.
Состарившийся тритий наверняка где-нибудь в закромах имеется.

Не понимаю, как большой триггер тут особо поможет. Тут важно забрать энергию от термоядерно сгенерированных нейтронов, значит, рубашка второй ступени потолще, и/или модерирующие материалы вокруг заряда ("парафином обложить").

Для ясности, поскольку путаница.
Если боезаряд ядерный, то тогда для увеличения доли плазмы его надо делать на ВОУ.
Если боезаряд термоядерный и праймер нужен только для раскачки, то особой разницы между плутонием и ВОУ нет. Но использование 20 кг ВОУ вместо 4 кг плутония в праймере, реально приводит к массе первичного боезаряда в 55-60 кг вместо 30-35 кг, что положительно скажется на увеличении плазменной составляющей и не будет зависеть от степени успешности срабатывания термоядерного модуля.
Испытания новых конструкций боезарядов никто же не позволит проводить, даже под видом перспективной борьбы с опасными астероидами.
Дейтеропластики в качестве плазмообразователя и термоядерного горючего интересны, поскольку если и не сгорят полностью, то в виде высокоэнергетичного потока дейтронов придут на поверхнность и поглотятся с высоким коэффициентом переноса энергии.

Сообщение отредактировал VBVB - 8.6.2013, 14:32

[RocketMan]

На и как с помощью автоматического/дистанционно управляемого аппарата под поверхность астероида с зарядом забуриться?

Я уже писал:

BLU-116, 900 кг, пробивает 3.5 метра армированного бетона. Аналогичная двухтонная бомба пробивает уже 6 метров.

[VBVB]

Я уже писал:

BLU-116, 900 кг, пробивает 3.5 метра армированного бетона. Аналогичная двухтонная бомба пробивает уже 6 метров.

Неэффективная трата ресурсов на подъем на околоземную орбиту и далее столь больших масс, которые в случае металлического астероида ничего сделать и не смогут.

Проще создавать шахту в астероиде путем последовательного использования двух-трех субкилотонного уровня ядерных зарядов, типа ядерных снарядов. Если последовательно, с интервалом в несколько минут долбить в выбранную точку каменного астероида тремя ядерными снарядами по 200 тонн т.э., то это приведет к образованию шахты около 30-35 метров глубины и диаметром около 20 метров. В эту шахту и следует загонять основной заряд вместе с аппаратом-перехватчиком.
В случае металлического астероида, глубина шахты и ее диаметр ориентировочно на четверть менее будут, но достаточные для преследуемой цели.
Потребные массы составят: 3 снаряда по 50 кг с 30 кг твердотопливным разгонным блоком каждый = 240 кг. И не надо никаких тоннажных бетоннобойных бомб.

Т.е. в принципе возможно создать аппарат-перехватчик весом в районе 2.2-2.5 тонн, способный предварительно пробить ядерными взрывами шахту, а затем произвести в ней подповерхностный термоядерный взрыв уровня полумегатонны камуфлетного типа, который спокойно развалит астероид диаметром 150-200 метров на мелкие камни.
Для более крупных астероидов схема описанного типа немного усложняется использованием экзакилотонного уровня ядерных снарядов-пробойников с более удаленных расстояний, чтобы не ослепить сенсоры наблюдения аппарата-перехватчика и электронику его не пожечь.

Сообщение отредактировал VBVB - 12.6.2013, 1:16

[RocketMan]

Неэффективная трата ресурсов на подъем на околоземную орбиту и далее столь больших масс, которые в случае металлического астероида ничего сделать и не смогут.

Проще создавать шахту в астероиде путем последовательного использования двух-трех субкилотонного уровня ядерных зарядов, типа ядерных снарядов. Если последовательно, с интервалом в несколько минут долбить в выбранную точку каменного астероида тремя ядерными снарядами по 200 тонн т.э., то это приведет к образованию шахты около 30-35 метров глубины и диаметром около 20 метров.

Проще?
Как Вы собираетесь попасть вторым зарядом точно в шахту размером 20м?

[VBVB]

Проще?
Как Вы собираетесь попасть вторым зарядом точно в шахту размером 20м?

ИК-сенсоры типа камеры-тепловизора на аппарате-перехватчике помогут ему четко сориентироваться напротив пробитой шахты и выполнить функцию головки самонаведения.
После двух-трех взрывов ядерных-пенетраторов стенки материала шахты еще некоторое время будут удерживать накопившееся тепло от ядерных взрывов, что даст высокую контрастность шахты на поверхности астероида в ИК-диапазоне. Далее импульс ЯРД и влет аппарата-перехватчика в шахту с почти контактным подрывом основного термоядерного заряда на ее дне.

Сообщение отредактировал VBVB - 12.6.2013, 1:57

[RocketMan]

ИК-сенсоры типа камеры-тепловизора на аппарате-перехватчике помогут ему четко сориентироваться напротив пробитой шахты и выполнить функцию головки самонаведения.

Скорость сближения порядка 10-30 км/с.
С расстояния в сколько десятков километров Вы надеетесь разглядеть горячую шахту, чтобы успеть рассчитать и выполнить коррекцию?

[VBVB]

Скорость сближения порядка 10-30 км/с.
С расстояния в сколько десятков километров Вы надеетесь разглядеть горячую шахту, чтобы успеть рассчитать и выполнить коррекцию?

Тепловизоры типа тех, что ставятся на современные танки позволят довольно детально разглядеть такую шахту с расстояния в 15-20 км.
После пробития ядерными пенетраторами шахты, аппарат-перехватчик с безопасного расстояния в 5-7 км может подойти на расстояние в один-пару километров к астероиду, сориентироваться и согласовать положение относительно оси шахты и осуществить влет в шахту.
Технологии для этого требуемые не особо сложнее технологий прямого попадания противоракеты ПРО/ПВО в баллистическую мишень.
Причем, для астероидов больших размеров (от 500 метров диаметром) ориентирование аппарата-перехватчика в районе шахты будет проще из-за гравитационного захвата аппарата-перехватчика астероидом и облегчения согласования скоростей и моментов тяги.

Сообщение отредактировал VBVB - 12.6.2013, 16:18