03.02 如果在距离地球500公里的太空引爆一颗五千万弹量的氢弹,会怎么样?

亚东167


就在距离我们1.5亿公里远的地方,有个大家伙每秒钟都在释放着几十亿颗核弹的能量,它就是我们的太阳了,虽然太阳离我们比较远,但是它的能量辐射量很大呀,但是我们每天沐浴在阳光下,什么事儿也没有。



不过我们在阳光下呆着没事儿,不代表在题主所说的距离地球500公里引爆的5000万吨级的核弹之下也没有问题,在正下方的地表遭遇的辐射能量还是要比阳光大一些的。这个问题其实有个很好的对照,1961年10月30日上午11点,前苏联的图-95战略轰炸机上装载着重达26吨的"大伊万"氢弹在新地岛上空1.5万米高空投下了它,之后能飞离爆炸现场,11时32分,氢弹在新地岛上空4000米处爆炸,和题主假设的爆炸当量一样,大伊万氢弹的爆炸当量也是5000万吨TNT炸药,不过由于500公里的高空属于大气层外,所以基本可以忽视它的冲击波次声波等的破坏力,单看它的光辐射能就能了解个大概了。


大伊万氢弹引爆的时候,躲藏在250公里之外的掩体中的观察人员说:我们看到一道强光,给我们的感觉比100万个太阳还要亮。尽管爆炸中心距离我们有几百公里远。但大家的眼睛还是感觉到了强烈的灼热。事后还有人患上了白内障。

那么如果氢弹在地球上方500公里爆炸的话,其实正下方的人受到的辐射能,要比上面所说的岩体中的观察人员遭受的辐射能更大,因为地球大气层的厚度不过才一百多公里,而且50公里往上的大气层实际上都非常稀薄了,因此大气层对光线的阻挡远不如地球表面的250公里,因此氢弹正下方一定区域内的人员的头发和衣服很可能被烧焦,裸身的话则可能造成大面积烧伤。



5000万吨TNT爆炸当量的氢弹,能释放2.1×10^17 焦耳的能量,而且这么多的能量,只是在几十纳秒内释放出来,其功率可达5.4×10^24瓦。这么大的功率释放相当于同时间太阳的1%还多,而由于它的距离只有500公里,远小于太阳的1.5亿公里,所以对正下方地表上的生物还是会造成一些伤害的。



另一种危害是它爆炸所产生的电磁脉冲,在500公里高空的情况下,大多数的人造飞行器都会受到影响,其信号接收器,发射器以及太阳能电池板都有可能被毁掉,而且爆炸正下方的电信通信乃至供电设备也会出现故障,这样的爆炸甚至还会在地球磁场的影响下出现明亮的极光。


科普大世界


很多答主都用人类历史上的炸弹之王“大伊万”作对比,因为题目中的5000万吨当量正好是“大伊万”的爆炸当量。但是“大伊万”毕竟是在4km高度爆炸的,与题目中的500公里高空相差甚远。

那么人类有没有在500公里高空引爆过核弹呢?还真有过。我来补充数据。

1962年7月9日晚上11点,美国进行了一项代号为“一流星鱼”(Starfish Prime)的热核试验。在夏威夷西南1450km的太平洋海域上空,海拔400公里的高度,引爆了一颗140万吨TNT当量的氢弹。400公里跟题目中的500公里相比还是低了点,不过已经算接近了,实验结果还是比只有4公里高度的“大伊万”更有说服力一些。

那么这颗只有140万吨当量的氢弹威力有多大呢?

  • 几颗低轨道卫星遭殃,其中就有英国刚刚发射不到3个月的阿里尔1号卫星(这个是英国历史上的第一颗人造卫星)。

  • 夏威夷300多个路灯发生故障,电力线路中许多断路器跳闸,数百个报警器响成一片。

  • 檀香山与威克岛之间的短波通信损坏。

  • 爆炸位置高,没有造成地面的人员伤亡。

注意,上面所描述的各种电力系统损坏,并不是在爆炸点正下方,而是爆炸点下方1400公里外。如果把140万吨当量换成题目中的5000万吨当量,爆炸威力肯定要大很多。人也许没事,但是让一座北京、上海这样的城市陷入黑暗、通信失灵还是有可能的。

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又是唯恐地球不爆炸?看来和赫鲁晓夫思维方式相同的人还挺多,会怎么样?想知道吗?嘿嘿,冷战时期美国和苏联还真干过这种事,从1958年到1962年,美苏总共进行了21次高空核试验,其中8次为高于卡门线(100千米)的太空核试验。
太空核爆炸和大气层核爆炸完全不同,由于太空中没有空气和重力影响,不会有空气对流和堆积,所以核爆炸不会形成蘑菇云,爆炸形成的效果就相当于黑夜中亮起一个圆形灯泡,核爆发出的光辐射向四周等半径扩散。



还是因为没有空气,所以太空核爆炸不会产生冲击波,但是没有空气吸收和阻挡,核爆炸产生的高能光辐射粒子和伽马射线向外传播的范围会极速扩大。



这些高能粒子穿过太空中的人造飞行器时会产生巨大电磁辐射,这会导致卫星、飞船、空间站全部损毁。

而当高能粒子撞击到大气层后,与地球磁场相互作用会产生一个瞬间高能电流,这个电流对地球上的电子设备是具有毁灭性打击效果的。



1962年美国人试验的140万吨的海王2氢弹在400千米高空爆炸,直接将80千米范围内的8颗卫星直接被烧毁,地面影响范围超过1500千米,从新西兰到夏威夷的无线通信全部中断,地面路灯和许多高压电线都被强大的电流击毁,伽马射线造成的火烧云景象在1300千米以外都清晰可见。
(海星2形成的火烧云延绵一千余公里)

总结一下,太空核爆炸对人类本身影响并不大,但是对地球上的电子设备有很大破坏,如果有一颗5000万吨当量的氢弹在太空爆炸,目测朝向氢弹的一面未来一周内通信只能靠吼,像什么吃鸡、王者、刷朋友圈的可以休息休息了,而高能粒子造成的瞬间电流会击穿电网,造成大面积停电,所以晚上蜡烛要准备好,而在对电子设备损坏的同时,伴随着火花四射,火灾数量肯定也是会翻倍增加啦,所以灭火器什么的也要预备着,不过有幸的是地球上接近一半的人能够观看到平时看不到的人造极光,这也算是一种核弹的馈赠了。最后奉劝一句:毁灭地球什么的就别考虑了,超新星爆炸那种变态的存在对地球都够不成什么威胁,何况是区区一个小氢弹?



军武吐槽君


图示:“大伊万”氢弹模型

  可以想见,题主所说的5千万吨TNT当量的氢弹,其弹头的核装药量将会是一个多么巨大的数值!计算起来,其核装药量=5000÷6≈833千克,需要一辆小解放卡车才能装得下,再加上制导和起爆装置,其弹头无论重量还是体积,都将相当于一辆载货卡车。如此巨大的氢弹,人类历史上有过发射经历吗?

图示:“大伊万”起爆地点

  有!而且将会是空前绝后的一次。1961年10月30日,莫斯科时间11时32分,苏联航天局在北冰洋新地岛西岸4200米高空试爆了一颗代号为“大伊万”的巨型氢弹。这颗TNT当量为5000万吨“大伊万”,爆炸威力相当于广岛“小男孩”的3846倍,产生的火球直径达4600米,在1000公里以外的地方都能看得见;爆炸形成的蕈状云宽达40公里,高达60公里,比珠穆朗玛峰还高7倍多;爆炸产生的热辐射致使起爆点下方3米厚度、直径为20公里的冰层被全部融化,甚至远在170公里以外的人也受到3级灼伤;爆炸形成的冲击波高达每平方厘米21.11千克力,波及方圆1000公里的范围,致使远在芬兰的多地房屋玻璃被震碎。尤为严重的是,爆炸产生的电磁辐射导致数千公里范围内的通讯信号受到严重影响,苏联全境的通讯联络被迫中断1小时,即使是位于4000公里以外的美国阿拉斯加州,其预警雷达和通讯系统也全部中断,时间长达20小时。

图示:苏联图-95战略轰炸机正在空投“大伊万”

  由此可见,如果在距离地球500公里的太空引爆一颗当量为5000万吨的氢弹,产生的后果是:位于起爆点正下方地区的居民将肉眼可见爆炸火球,并因此遭受光辐射危害,甚至导致失明;产生的冲击波将导致正下方地区出现暴风压力,并严重影响地球表面的大气环流;产生的电磁辐射将致使部分国家或地区的通讯联络全部中断。

图示:“大伊万”爆炸时的航空观测影像


慕什塔戈


看到有答主说5000万吨当量的氢弹在500公里的太空中爆炸基本无害,那真的是太小瞧氢弹的威力了。关于题主所提的这个问题,其实人类有做过类似的实验,那就是美国在冷战期间实施过的“鱼缸行动(Operation Fishbowl)”。在1962年,美国曾经进行了一系列的高空核爆炸试验。

在1962年6月2日,第一次进行名为“太阳鱼”的核爆炸试验,结果没有成功。17天后,也就是6月19日,进行了第二次名为“海星”的核爆炸试验。雷神导弹携带着一枚核弹头飞行了不到一分钟,由于火箭发动机故障,导弹和弹头在10公里的空中被销毁,没有成功引爆。

直到7月9日,在第三次名为“海星一号”的核爆炸试验中,核弹终于在400公里的太空中引爆。事实上,雷神导弹最高飞行高度达到了1100公里,核弹头在下降到400公里时才被引爆。这是当时拍摄到的爆炸画面:

可以看到,核弹在太空中爆炸之后,并没有产生蘑菇云,而是呈现为一个明亮的球体。在真空的太空中,核弹爆炸并没有产生冲击波。在太空核爆炸的过程中,产生了强烈的电磁脉冲,波及的范围极为广泛。当时远在1445公里外的夏威夷也受到了显著的影响,大量的路灯断电以及大量的防盗警报响起。

此外,在爆炸区域以及赤道另一侧的南部共轭区域,用肉眼都能直接看到明亮的极光。海星一号的辐射带在高海拔地区持续了数月,破坏了数个在轨人造卫星。

据估计,在海星一号试验中,核弹头的当量为140万至145万吨TNT,这是一枚氢弹。如果换做是5000万吨当量的氢弹(当年苏联试验过的沙皇炸弹正是这个当量),即便高度提高到500公里,这样的太空核爆炸也会引发严重的后果。爆炸点下方大部分区域的电力将会发生中断,人们的通信将会受到严重的干扰甚至完全中断,而且还会看到范围极广的明亮极光。


火星一号


没人敢这么做,在上个世纪六十年代,美国曾经进行了高空试爆氢弹试验,试验的氢弹当量并不大,大约为145万吨当量,但即便如此,还是对下方的用电设备造成了不同程度上的范围性影响。

一颗氢弹的爆炸威力通常由这几个部分组成:冲击波、光热辐射、放射性尘埃、电磁脉冲、各种高能量射线(致癌)。

距离地球表面500公里,这里应该是属于太空的范畴了,大气已经相当稀薄,如果非要形容到底有多稀疏,500公里的太空空气密度甚至不及地面上的亿分之一。

所以,对于冲击波,这个完全不用担心,充其量这样的氢弹在太空中爆炸就像一个明亮的光球,比太阳还要耀眼得多。

光热辐射可以忽略不计,放射性尘埃,大气层会起到一定的防护作用,对地面的影响较小,高能量射线(伽马射线、X射线)也不会给地表带来伤害。

所以,最主要的就是电磁脉冲了,鉴于美国曾经在太空中试爆过氢弹,可以根据当时的影响来做个判断,当时的氢弹当量在上面也提及了,仅为145万吨当量。在离地面400公里的位置爆炸了,释放出的电磁脉冲影响到了远在一千多公里外的夏威夷,致使夏威夷大量的用电设备断电,在核爆下方的部分区域伴随着明亮的极光现象。

现在,如果美国敢再次在太空中试爆氢弹,而且还是试爆5000万吨当量的氢弹,如果在美国上空500公里处的话,会造成什么影响呢?美国整个国家面临着大范围停电,同时伴随着耀眼的极光,空中明亮的光球完全的盖住了太阳光芒。即使避开那些人造卫星,它们也会被电磁脉冲影响到。

除此之外,很可能还有其它什么我们无法预见到的影响,但是,无论如何,人类也不敢这么做。


科学船坞


在《外层空间条约》未正式生效前,大气层外的太空曾经是美苏两国的核武器试验场。

简单的说下太空核试验吧,上面的照片就是一次太空核试验过程中在1400多公里的距离上拍摄的核弹爆炸照片。

这次核试验是鱼缸计划中的海星一号爆炸的场景。

海星一号是美国在1962年研制并发射成功的一枚高空核爆炸装置,当量140万吨TNT,在距离地球400公里高度上爆炸成功。

爆炸后三分钟,爆炸物残骸陆续进入大气层造成了羽毛状的极光景象。


整体上太空核爆炸并不产生冲击波,由于太空中几乎没有空气,因此也没有壮观的蘑菇云出现。能在地面上看到的核爆炸就仅仅是图一的闪光火球了。这个火球出现几秒钟以后就会渐渐消失。由于距离过远能量较小因此也不会对地面产生超量的热辐射。


但太空核爆炸最为恐怖的还是核弹爆炸的时候产生的强烈磁场,这种磁场和几百米高度的核爆炸不同辐射面更广。以海星一号爆炸的电磁辐射来说,直接影响了距离爆炸点1400公里以外的夏威夷,造成了夏威夷路灯的烧毁、微波通讯的终端,以及大面积的通讯中断。


从物理层面来说,高空核爆炸后,在爆点附近近百公里范畴内还会产生一个电磁辐射异常的区域。

这个区域主要为游离的各种电离子组成,当卫星经过这个区域的时候会导致卫星失效和损毁。海星一号的爆炸过程中直接摧毁了3颗位于低轨道的卫星后,在随后的半年间,由于这个辐射带的存在,先后导致了穿越爆炸辐射带的6颗卫星相继失效。


美国和苏联在1960年代一共进行了21次高空核试验,其中17次成功引爆了核弹,这些核爆炸基本上的效果就是如此。


最大爆炸当量的柚木核弹当量为380万吨。

在距离地面76公里的高度进行引爆。属于在接近于太空的稀薄大气层内的爆炸。爆炸导致了整个环太平洋地区的高频无线电通讯终止了2个小时的时间。但未造成地面上的由核弹爆炸所带来的直接人员伤亡。


说回题主的假设,5000万吨当量的核弹在距离地球500公里的位置爆炸。其实并不会给地球上带来任何一点点伤害的。热辐射等问题早早的被500公里的距离所稀释,而电磁脉冲会影响到一点地球上的高频无线电通讯,这种影响也是微乎其微的。


但500公里位置的卫星轨道将收到严重影响,穿越辐射带的卫星将会收到致命打击。然而,500公里的高度上卫星并不多,因为虽然看起来500公里很高但是这个高度上仍旧处于地球大气的热层和逸散层之间,还会受到比较显著的大气阻力影响,因此很多重要功能的卫星都不会集中在这里。


军武数据库


1962年,和苏联冷战的美国启动了一个叫做“鱼缸计划”的核试验。爆破了一个名为海星一号的核弹头。



爆破高度为400千米,相当于人造卫星高度。当量为1.4兆吨。也就是140万吨TNT。

太空由于是真空,不会产生蘑菇云,但是核爆炸还是会散发出大量的热和光,而且伴有高强度的伽马射线和X射线辐射。

核爆破致使上千公里以外的夏威夷电力中止,路灯、雷达和导航体系也悉数中止,以及电子通讯彻底封闭。


这可能是政府和夏威夷居民所始料未及的,但同时也说明了这种太空核爆破的威力。这才是100万左右当量的实验,如果把沙皇炸弹,苏联新地岛实验的5000万当量氢弹拿来实验。可以推测,如果这么大的核弹在太空引爆,估计为了就不是引起这么大点地方瘫痪了。


估计全球都会受到影响!到时候在太空没有大气阻挡辐射,辐射较远,或许辐射整个地球大气,你们可以自己想想后果,雨是怎么来的,你的呼吸是呼吸什么?

不知你们的看法?


壹点科谱


在距离地球500公里的太空引爆一颗5000万吨当量氢弹,对于地球表面来讲,没有什么直接的影响,什么核污染、辐射等什么的都影响不到地球表面,毕竟500公里的距离实在太远了,哪怕是在地球上爆炸的大伊万(当量也为5000万吨),对于几百公里外的影响也已经是微乎其微,比如产生的热风可以使170公里以外的人3级烧伤,强光对220多公里之外人的眼睛造成灼伤甚至失明,但是对于500公里的距离来讲,距离还差得远,更不用说题目问的是太空核爆了!

那么太空核爆(也叫轨道核爆)有什么特点呢?首先,由于太空没有空气,所以,核爆是没有冲击波和蘑菇云的,也听不到震耳欲聋的响声,但是也正因为没有空气阻力,火球的半径会远大于地球表面(百万吨级的核爆火球可能达到上百公里),不过这个火球存在的时间会很短,大概只有几秒钟,因为大部分能量已经被各种辐射给带走了,所以冷却的特别快,还有就是热辐射也会远远低于地球上的核爆炸,这是由于其他形式的辐射不能通过撞击来加热空气分子,从而转变成可见热辐射了。


不过虽然在太空核爆的时候,核弹的“物理打击”能力被降到了最低的限度,但是“魔法打击”能力将会比在地球上强上好几个等级,比如核爆产生的大范围EMP(电磁脉冲)打击,大量的伽马射线、高能带电粒子流等EMP脉冲会穿透各种电子元件,直接对那些低轨卫星(距离地面200~2000km的高度)造成毁灭性的打击,一颗普通等级的核弹在太空爆炸,其EMP攻击就能达到上百公里,在这个立体空间内的所有电子设备都会完蛋,如果是题目中说到的5000万吨级的氢弹在太空中爆炸,具体效果会怎么大家自己想象吧,记得大伊万爆炸就瘫痪了地球上一个小时的无线电通讯!

因此,5000万吨的级的氢弹在距离地球500公里外的爆炸,对地球表面的直接物理打击是不存在的,但是那些低轨卫星可能就全部完犊子了,而EMP影响可能对地面上的各种电子设备也会造成严重的损害,比如各种通讯瘫痪,像手机没信号、电脑没网络等,而且由于太空是真空环境,其电磁脉冲干扰和辐射影响可能会维持一段时间才会慢慢消散,这个时间段天上的卫星是不可能为我们工作的了,没有了众多的卫星,大家想想会有什么后果?


哨兵ZH


一颗五千万吨TNT当量的核弹在500千米的太空爆炸的威力与在大气层内爆炸有非常大的区别,外观上的区别就是没有任何蘑菇云,只有一个明亮的球体,而且是一闪而过。对于核弹在太空爆炸的影响其实在冷战期间已经有过试验。

冷战期间美苏双方除了不断攀升核武器当量之外也把核武器爆炸的高度一再提升,最终利用导弹实现在外太空的试验,所以当时的外太空非军事化就是一句空话而已。美苏双方都使用核弹在太空进行了若干试验。



核弹头在太空爆炸的威力除了没有大气层内巨大的冲击波之外其余的光辐射,电磁辐射,还有许多伽马射线和X射线的存在,这些对在太空的卫星有非常大的影响。


另外由于大量的电磁辐射可以导致低纬度地区都产生极光,大量的粒子被射出严重影响到地面的电力设施。可见虽然在太空爆炸,其威力还是相当惊人的。。

不过要说真的杀伤力利用大气层的特色产生的冲击波还是最直接。


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