Падения метеоритов на Луну

[Грехов Михаил]

Лунные сейсмографы работали достаточно долго и кой-какие данные накоплены. Утверждается, например, что на Луну падает примерно 40 крупных метеоритов в год. Но понятие «крупный метеорит» нуждается в определении.

Сейчас уже не работают. Да и изначально их установили в ходе миссии "Апполон" с целью исследования недр Луны. То есть подорвать заряд не так далеко от сейсмографа и проследить как к нему приходят ударные волны.... с возможным отражением от глубинных слоев. Но этот эксперимент вроде бы не удался. А по факту чувствительность тех сейсмографов думаю не настолько высокая, что они даже в рабочем состоянии могут словить скажем падение метеорита на четверти длины окружности Луны.

А между тем падение метеорита на Луну - это не такой уж большой взрыв.  Больших метеоритных кратеров уже не образовывается.... образуются малые - этак считанные метры в диаметре. А от такого небольшого взрыва не наблюдается волн большой интенсивности. И вряд ли будут зафиксированы сейсмометром.

Сегодня наверное больше наблюдают падения метеоритов в виде вспышек (как вот в ссылке на ролике в ютуб) или же LRO фиксирует появление новых мелких кратеров на Луне.

http://www.youtube.com/watch?v=RzoX5Uh6-zc
http://www.universetoday.com/107305/smack-a-new-crater-appears-on-the-moon-yutu-rover-update/

[Serg53]

По данным астрономической литературы на Землю ежегодно выпадает порядка 50 тыс. тонн метеоритной массы, включая и те метеориты, которые сгорают. Так как Луна имеет площадь поверхности почти в 14 раз меньше, чем Земля, то можно предположить, что на Луну в год выпадает порядка 3000 тонн метеоритной массы. Учитывая обратно-квадратическую зависимость распределения массы метеоритов от их количества, можно предположить, что наиболее тяжелые единичные метеориты будут иметь массу порядка 50 кг. Сорок наиболее крупных метеоритов будут укладываться в интервал масс 8..50 кг. А микрометеоритов будет миллиарды. В этом случае суммарная масса метеоритов будет приблизительно соответствовать величине 3000 тонн. Энергия метеорита массой 50 кг, выделяющаяся при скорости столкновения 20 км/сек будет составлять 10 ГДж, а при скорости 30 км/сек 22,5 ГДж. Для метеорита массой 8 кг эти цифры составят 1,6 и 3,6 ГДж.

Для того, чтобы образовать на Луне кратер диаметром 10 метров требуется энергия примерно 6,3 ГДж = 6300 МДж, а для создания кратера диаметром 1 метр потребуется всего лишь 6,3 МДж. Такую энергию при скорости столкновения 20 км/сек создаст метеорит массой 32 грамма.  Таких метеоритов может быть несколько миллионов за год. Площадь поверхности Луны примерно 36 миллионов квадратных километров. Поэтому на 100 кв.км лунной поверхности в год будет образовываться порядка 10 метеоритных кратеров диаметром 1 метр. А вот кратеров диаметром 10 метров появится может быть один или два за год на всю Луну.

Приведённые мною рассуждения имеют теоретический характер. Практика же, конечно, может в большей или меньшей степени отличаться от теории.

[Serg53]

Уточняю априорный расчёт. На всей Луне за год появляется новых кратеров диаметром 10 метров – до 5 штук, диаметром 5 метров – до 300 штук. Но насколько это соответствует действительности пока неизвестно.
 

[Serg53]

А между тем падение метеорита на Луну - это не такой уж большой взрыв.  Больших метеоритных кратеров уже не образовывается.... образуются малые - этак считанные метры в диаметре. А от такого небольшого взрыва не наблюдается волн большой интенсивности. И вряд ли будут зафиксированы сейсмометром.

Сейсмические датчики надо устанавливать в местах, где демпфирование колебаний и звука меньше. Например, на твердых скалах. Возможно даже есть какие-то естественные природные образования, которые могут концентрировать и усиливать звук.
 

[Serg53]

изначально их установили в ходе миссии "Апполон" с целью исследования недр Луны. То есть подорвать заряд не так далеко от сейсмографа и проследить как к нему приходят ударные волны.... с возможным отражением от глубинных слоев. Но этот эксперимент вроде бы не удался. А по факту чувствительность тех сейсмографов думаю не настолько высокая, что они даже в рабочем состоянии могут словить скажем падение метеорита на четверти длины окружности Луны.

Отработавший взлётный модуль лунной кабины Аполлон-12 был сброшен на поверхность Луны. Масса его была порядка 2000 кг, скорость при падении немного больше 2  км/сек. Энергия удара составляла приблизительно 4...5 ГДж. После такого удара сейсмометр фиксировал колебания Луны в течение 55 минут! Колебаться так долго локальный участок вряд ли может. Наиболее вероятно, что колебался весь лунный шар целиком. Объём Луны почти в 50 раз меньше объёма Земли. И хотя средняя плотность Луны меньше, чем у Земли, но плотность поверхностных слоёв больше. Приблизительно они соответствуют земным горным базальтам.

[Serg53]

Скорость сейсмической волны порядка 6 км/сек, так что за час она может дважды обойти Луну по периметру.

Интересно ещё было бы разобраться с размером кратера, образовавшегося от падения лунного модуля Аполлон-12 и уточнить упавшую массу и скорость.
 

[Serg53]

Уточняю данные по скорости упавшего лунного модуля Аполлон-12. Утверждается, что скорость столкновения составляла 1,68 км/сек. Масса этого модуля 2648 кг, но это с полными баками. Допустим, что масса отработавшего модуля была 2,3 тонны (эта  цифра нуждается в уточнении). Тогда энергия удара составляла 3,25 ГДж. Данных по размерам образовавшегося кратера пока не нашел.