太空中释放钨棒

#微博公开课# 收到一个问题邀请，电影里那种从太空中释放钨棒，坠落并高速攻击效果比得过核武器么？这种武器还有个酷炫的名字“上帝之杖”。

先说结论，“上帝之杖”=智障。

1.成本角度。钨的价格已经不算便宜，不过这比起航天运输的费用简直一文不值，即便是目前世界上特别火爆、性价比极高的猎鹰九号火箭为例，6000万美元仅能运送22吨到近地轨道，一吨300万美元左右，太贵了。

而从理论上讲，近地轨道启动的武器直接进入大气摩擦，效率极低。如果送到更高轨道，价格就翻倍，更加贵。

2.大气的存在。地球平均每天被超过100吨星际物质袭击，但人类丝毫感觉不到，是因为绝大多数成分都被焚烧在大气中，我们看到的流星就是这个道理。即便经过精心保护、认真控制的航天器，在返回地球时表面温度都可以达到2000摄氏度以上。

热量倒是次要的，这期间会产生巨大的动压，导致返回地球的结构发生解体。一旦解体，任何武器也没有杀伤力了。

3.到底有多少能量？所谓的钨棒攻击全靠自身快速下降产生的动能撞击破坏，按照能量守恒定律，运动过程最理想的情况也是钨棒的重力势能全部变成动能。

即便假设太空中引力加速度和地球一样，重力势能变化也就是mgh。如果1kg钨棒从1000千米高返回地球，最终的能量仅在1*1000 000 * 10 = 1000万焦耳，仅相当于2kg多一点TNT炸药的能量，极其普通的炸弹一颗而已。

而1kg钚-239做的核武器轻易可以做到2万吨TNT当量，差距太大。

要做到只相当于1kg核武器的级别，纯理想情况下也需要一枚1万吨的钨棒，对不起，世界十几个国家花了20年、造价2000亿美元建造的国际空间站，也才420吨左右。

更何况钨棒绝大部分能量都会转换成与大气摩擦的热量。

4.钨棒会有多大？即便我们不管运输费用（几千万美元计），做成一个10吨大的超级武器，攻击时能量当量可以相当于几百吨到几千吨tnt了。钨的密度在19吨/立方米级别，也仅是一个0.5立方米的小东西，差不多是个小冰箱。由于速度极大，绝大部分破坏也会发生在接触面上，冲击方向是朝向地下，破坏效率太低了。

因而，动能攻击不像爆炸物一样杀伤范围巨大，必须要求制导精度极高。不过话说过来，有啥重要目标需要这么攻击？

5.怎么控制？太空攻击动辄涉及数千千米的距离，中间经历各种大气环境，远远复杂于地面武器经历的环境。如何精确制导？

只要拥有体积，大气就会产生空气动力，比如石头都可以在水面上随意飘。因而钨棒也会在大气中有各种“漂浮”机动，控制它达到武器攻击级精度是不可能的。

即便可以，请问控制系统该怎么装？钨棒要求精确动能攻击，控制难度远远超过核弹道导弹在目标上空核爆。

不管从哪个角度看，这种武器都是没有前途的。因此事实上并没有任何国家在浪费钱做这个。