Обсуждение параметров Челябинского метеорита.

[vsi]

Комитет по метеоритам РАН просит всех свидетелей полета Челябинского метеорита заполнить интерактивную анкету по адресу: http://www.chel-meteorit.youini.ru/ .  Передайте эту анкету всем своим знакомым что видели полет болида от Иркутска до Самары и от Байконура до Перми!

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B0_%D0%BD%D0%B0_%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BB%D0%B5_%D0%B2_2013_%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%83

Итак, сюда только: ссылки на фото и видео, из которых определяются параметры входа, карты, схемы, расчеты и прочий фактический материал. Потом, имхо, можно объединить с основной темой.

[Геннадий Ионов]

ДаноVг=23 км/с.Угол a=13°.

Скорость (вдоль траектории) 19.4 км/с, угол 17 градусов.
см. https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,104335.msg2337581.html#msg2337581

Расчёты.V=Vгоризонтальная/cos a=23.605 км/с.
Vвертикальная=V*sin a=5.310 км/с.
Коль вертикальная скорость 5, вычтем её из скорости Земли 30.
 Получим 25.310 км/с.

Лихо вы вычитаете... Земля движется в плоскости эклиптики перпендикулярно направлению на Солнце, то есть туда, где солнце находилось 15 февраля -3 месяца=15 ноября примерно в 9:20+6=15:20, а это явно не зенит и вертикальная скорость практически не вычитается из скорости Земли.

25.310 км/с это скорость вдоль движения Земли.
И горизонтальная скорость Vг=23 км/с дадут угол пересечения орбит Земли и тела.
23 км/с:25.310 км/с=tg b. Угол b=42,262419405028805896318052350992°.
Vполная=25.310 км/с/cos a=34.199 км/с.
Результат.Угол между орбитой Земли и орбитой метеороида b=42,262419405028805896318052350992° и полная скорость метеороида вдоль орбиты была Vполная=34.199 км/с.

Вы забыли учесть часть угла поворота на гиперболической траектории возле Земли.

[Белозерцев Павел]

А таки да. Я считал для варианта 2D. А не 3D. Потому мои прикидки грубы и приблизительны.
 

Вы забыли учесть часть угла поворота на гиперболической траектории возле Земли.

Не учитываю искривление орбиты метеороида вблизи Земли. И не учитываю падение на поверхность по параболической траектории за счёт торможения в атмосфере и падении в гравитационном поле.

Лихо вы вычитаете... Земля движется в плоскости эклиптики перпендикулярно направлению на Солнце, то есть туда, где солнце находилось 15 февраля -3 месяца=15 ноября примерно в 9:20+6=15:20, а это явно не зенит и вертикальная скорость практически не вычитается из скорости Земли.

Ничего не понял. При чём тут положение Земли на какие-то даты?
Задача заключается в том, чтобы посмотреть под каким углом орбита метеороида пересекает орбиту Земли в 2D вид сверху на Солнечную систему. Потому как орбиты метеороида и Земли практически находятся в одной плоскости. Удаляя/приближая перигелий орбиты метеороида мы подбираем угол пересечения орбит метеороида и Земли. Нам известна точка пересечения этих орбит в пространстве. Задача найти угол пересечения. Тогда можно определить расстояние перигелия.
Потом подбирается долгота перигелия, чтобы орбита метеороида прошла через точку 15 февраля для Земли.

Скорость (вдоль траектории) 19.4 км/с, угол 17 градусов.
см. https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,104335.msg2337581.html#msg2337581

Ясно. Но я решил проверить, что получится по данным farks и al2013.
 

Ваши элементы я же вроде проверял уже. Если они не изменились...
 

[Геннадий Ионов]

Ничего не понял. При чём тут положение Земли на какие-то даты?Задача заключается в том, чтобы посмотреть под каким углом орбита метеороида пересекает орбиту Земли в 2D вид сверху на Солнечную систему.

Ну и я про то же. Тогда я не понял почему вы вычитали вертикальную скорость из скорости движения Земли в 2D. Вертикальная скорость перпендикулярна горизонтальной 2D картинке и не меняет её.

[Белозерцев Павел]

Ну и я про то же. Тогда я не понял почему вы вычитали вертикальную скорость из скорости движения Земли в 2D. Вертикальная скорость перпендикулярна горизонтальной 2D картинке и не меняет её.

Вот почему.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,104335.msg2326290.html#msg2326290
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,104335.msg2326422.html#msg2326422
Потому, что в моём случае вертикальная скорость - она вертикальная у поверхности Земли. Но этот вектор у меня находится в плоскости СС и параллелен вектору движения Земли.
То есть я сдвинул мысленно точку наблюдения к экватору. Иначе бы пришлось считать в 3D. А это уже сложнее. Я считал приблизительно. Мне этого достаточно.

[ISSEN]

Г. Ионов,
наивно надеяться, что тяготение Земли развернёт ЧМ на 50 градусов до необходимого азимута падения (99 градусов). Земле не по силам сей трюк. Подход к сфере Хилла на скорости 11,2 км/с, далее разгон до 19,4 км/с и это с внутренней стороны орбиты! Вы грубо ошибаетесь!. Не каждый это может понять!

[farks]

Так и есть. Хорошие рисунки.

Картинки, может, и хорошие, но неверные. Не учтены некоторые углы. Попробую пересчитать и представить более верную картинку.

[O3P]

Просто оценка: берём кремний с атомной массой 28, берём его скорость 19.4 км/с. Практически вся эта кинетическая энергия переходит в тепловую, получаем температуру из равенства кинетической энергии и тепловой, приходящейся на один атом: 3kT/2=(mv^2)/2, откуда T=(mv^2)/3k=422000.

В принципе логично, но тут есть один нюанс: при такой температуре кремний будет сильно ионизован, и тепловая энергия распределится поровну между его ядром и всеми оторванными от него электронами, причем при низких температурах плазмы заметная часть энергии растратится еще и на собственно ионизацию. То есть глядите, что выйдет: при скорости 20 км/с атом кремния будет иметь энергию где-то 60 эВ, и это были бы Ваши 400 тысяч градусов, если бы ионизации не существовало. Но из этой энергии 8 эВ сразу уйдет на отрыв первого электрона, а остальные поделятся примерно поровну между ионом и оторванным электроном, если считать плазму равновесной (это зависит от того, с какой скоростью выравняются температуры ионного и электронного газов, но перенос излучения по идее может добиться этого равновесия довольно быстро).

Значит, остается у нас по 26 эВ на частицу - что соответствовало бы уже 200 тысячам градусов, но эта энергия превышает и второй потенциал ионизации кремния в 16 эВ, то есть отрывается еще один электрон, а 60-8-16=34 эВ делится поровну между дважды ионизованным ионом и двумя электронами - где-то по 11 эВ на нос, или чуть менее 80 тысяч градусов. Но при этом энергии электронов позволяют их захват обратно (т.к. 11 эВ меньше 16 эВ) с выделением энергии, то есть вторые электроны будут оторваны не все, и равновесная температура установится как раз примерно в районе 16 эВ или где-то 120 тысяч градусов, чтобы поддерживать динамическое равновесие процесса ионизации/рекомбинации какого-то процента вторых электронов.

Это если брать процесс нагрева сферического атома кремния в вакууме при ударе об абсолютно неупругую стенку.

В реальности же греться будет не столько кремний, сколько азот и кислород воздуха, и в существенно бОльших объемах. Соответственно и температуры как-то упадут. 120 тысяч градусов, полученные выше, это скорее просто оценка сверху - больше какой температуры там точно не будет. И для кислородно-азотной смеси равновесная температура будет, конечно,  определяться не потенциалами ионизации кремния, а потенциалами ионизации соответствующих атомов газов, у которых первый ионизационный потенциал 13-14 эВ, да еще и заметная энергия диссоциации молекулы азота - по-моему, где-то единицы эВ на атом. И вся эта энергия будет как-то переноситься внутри огненного шара (видимо, излучением, единицы и десятки электронвольт - это ультрафиолет), захватывая новые слои и охлаждая центральные области в процессе этого перераспределения энергии.

В общем, из соображений энергетического баланса нагрев воздуха в точке взрыва так просто не посчитаешь, он может оказаться каким угодно. Ясно, что не выше 10-15 эВ (80-120 тысяч градусов), а там кто его знает, видимо, сильно меньше. Аналогичные процессы при ядерном взрыве, как я понимаю, определяются в основном окнами прозрачности атмосферы для разных длин волн - пока огненный шар не охладится до температур излучения видимого света (6-10 тысяч градусов), он продолжает расти, поскольку более коротковолновое излучение сильно поглощается атмосферой и просто вовлекает в огненный шар прилегающие к нему слои воздуха, нагревая их и не проходя дальше. И только когда шар остывает до излучения видимого света, этот свет может покинуть его и уйти далеко, не теряясь полностью в близлежащих слоях и не нагревая их до своей же равновесной температуры.

Я бы так предположил, что и в случае со взрывом (лавинным разрушением) метеора физика процесса будет примерно той же самой. Окна прозрачности атмосферы будут в том же диапазоне, так что и остывать с переносом излучения огненный шар будет примерно по тем же законам.

[Геннадий Ионов]

120 тысяч градусов, полученные выше, это скорее просто оценка сверху - больше какой температуры там точно не будет.

Я полностью согласен с описанными Вами процессами. Своей оценкой в 420000К я хотел лишь возразить на то, что температура 3000К. Ясно что существенно выше. Имея в виду всё изложенное Вами я и говорил, что температура десятки тысяч, возможно, даже сотня тысяч кельвина.
Как я уже цитировал Бронштейна выше температура при 20 км/с на фронте ударной волны равна 82500 К.

[farks]

Картинки, может, и хорошие, но неверные. Не учтены некоторые углы. Попробую пересчитать и представить более верную картинку.

С учетом всех возможных углов, картина на 15 февраля, на момент рассвета в районе ЧЧ (Челябинск/Чебаркуль) могла выглядеть следующим образом:


залить картинку

А отсюда, в свою очередь, следует, что проекция скорости "объекта" на траекторию Земли могла быть больше 30 км/с. То есть, объект все же мог нагнать Землю.

Не исключено, что схема падения метеорита (без учета сил гравитации Земли и кривизны траекторий), могла выглядеть как-то так:
(красным указана скорость объекта в СО Земли. В атмосфере, на момент последней мощной вспышки, на высоте около 25 км, скорость объекта могла снизиться до 21...23 км/с)

загрузить картинку

[Крупин]

А отсюда, в свою очередь, следует, что проекция скорости "объекта" на траекторию Земли могла быть больше 30 км/с. То есть, объект все же мог нагнать Землю.

    У меня по чешской орбите в направлении движения Земли получилось 32,5км/с (на 2,5км/с больше земной скорости), а в радиальном направлении (от Солнца) - около 18км/с. Т.е. до "сферы влияния Земли" метеорит летел почти от Солнца с некоторым опережением.

   Получилось примерно следующее. Один спортсмен бежал по круговой дорожке, а второй вздумал перебегать ему дорогу, имея чуть большую скорость вдоль дорожки, полагая, что владелец дорожки его не поймает. Но не учёл, что у Земли есть гравитация. Второй спортсмен как бы схватился за резинку от трусов перебежчика и притянул его на себя.

[AN14440]

Не учитываю искривление орбиты метеороида вблизи Земли. И не учитываю падение на поверхность по параболической траектории за счёт торможения в атмосфере и падении в гравитационном поле.

Будем говорить так: Вы вычисляли угол, под которым с орбитой Земли пересекается КОНЕЧНЫЙ УЧАСТОК траектории метеороида. Я попробовал использовать Ваши результаты, и промоделировать движение с учетом тяготения Земли. Получилось перигелий - 0,567ае, афелий - 2,634ае, период обращения - 739 суток, перигелий пройден за 50 суток до инцидента.
Однако, модель у меня тоже двумерная, и не получается точно учесть последнюю тысячу километров (когда проекция следа уже наложилась на проекцию Земли при взгляде сверху эклиптики, в двумерной модели он бы уже двигался внутри Земли, слишком близко к центру масс, и результат точно бы не соответствовал действительности.). А именно этот участок мог дать очень серьезный вклад в искривление орбиты. Ну и нерассмотренным так и остался вопрос где точно была Луна в этот момент, и что она там делала.
====================
И вот тут же попробовал те же углы-скорости, но отключил земную гравитацию. Результат получился совсем другой: перигелий 0.421, афелий 2.5, период 645.

[al2013]

Вы удивитесь, но я был на этом рынке в пятницу и сделал фотографии с солнцем для уточнения азимута.
На картинке также видно с уровня земли в Google Earth хвост траектории (синяя линия) на видео он примерно там же. Почему Вы считаете мою траекторию ошибочной не понял.

на рисунке по рынку.


немного повозился с данными колумбийцев (как есть).


                          мах. угол места(град)     азимут(град)
Коркино                      70.7                   128
Челябинск(Революции)         40.5                   178
Челябинск(Привокзальная)   42.7                  179


Ваши параметры можете привести ?



Координаты Коркино      54.883N  61.4E
Координаты Челябинска 55.15N    61.45E
расстояние между ними - 29.89 км

[hard Noi 2]

Метеорит упал в посёлке Роза (Челябинская область)
Метеорит в Челябинске виден из п.Мирный
В последнем видео виден разлёт трёх осколков: два поменьше резко тормозятся, а более крупный пролетает гораздо быстрее.

[al2013]

                          мах. угол места(град)     азимут(град)
Коркино                      70.7                   128
Челябинск(Революции)         40.5                   178
Челябинск(Привокзальная)   42.7                  179

Не понял точно что эти углы означают.
Расчитал максимальную высоту следа и азимут направления на эту точку:
                                            максимальная высота        азимут
Коркино                                       80.35                          172.71
Челябинск(Революции)              40.53                           187.96
Челябинск(Привокзальная)        42.11                           186.97
54.883N  61.4E                            81.94                           172.28
55.15N    61.45E                          41.79                           187.16

Виноват,  -  мах. угол места(град)  ( в артиллерии ) - угол максимального возвышения (altitude).

[kra-s]

В последнем видео виден разлёт трёх осколков: два поменьше резко тормозятся, а более крупный пролетает гораздо быстрее.

Поселков Мирный в Челябинской области как грязи , но всё же похоже на Уйский район. А самый крупный кусмень под Миасс улетел.

[farks]

Например
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,104335.msg2309934.html#msg2309934

и далее по ссылкам, также гляньте вот это: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,104335.msg2318220.html#msg2318220 просмотрите вообще тему аккуратнее, можно мои сообщения в ней просмотреть.

Я старался просто строить геометрическую модель, которая бы просто не противоречила бы никаким данным "с видеокамер". Лучше - без лишней математики.В итоге получил азимут - 279, (см. мою карту выше), точку пересечения продолжения траектории с землей - южнее линии Златоуст-Миасс, но чуть севернее шоссе, и угол траектории к горизонту, если смотреть в Челябинске - чуть больше 15 град - около 16, но с приличной погрешностью.  Скорость получилась - см. выше, я бы сказал - 18....20, и получилось, что до Еткуля она существенно не менялась.Такие дела.

Небольшая ошибка могла вкрасться по высотам потому, что в картинке из К-У я принял за высоту H=27 км не над Коркино, а над последней мощной вспышкой, с координатами 54.871840N, 61.162981E, в поселке Первомайское, которая расположена почти на 14 км дальше. Поэтому можно сделать пересчет через высоту Н2, в створе Коркино. Если принять Н2=27 км, то имеем Н=22.7 км, а скорость на интервале с 25 по 26 секунде становится равной 20 км/с.


хостинг фотографий

[Белозерцев Павел]

Не учитываю искривление орбиты метеороида вблизи Земли. И не учитываю падение на поверхность по параболической траектории за счёт торможения в атмосфере и падении в гравитационном поле.

Будем говорить так: Вы вычисляли угол, под которым с орбитой Земли пересекается КОНЕЧНЫЙ УЧАСТОК траектории метеороида. Я попробовал использовать Ваши результаты, и промоделировать движение с учетом тяготения Земли. Получилось перигелий - 0,567ае, афелий - 2,634ае, период обращения - 739 суток, перигелий пройден за 50 суток до инцидента.
Однако, модель у меня тоже двумерная, и не получается точно учесть последнюю тысячу километров (когда проекция следа уже наложилась на проекцию Земли при взгляде сверху эклиптики, в двумерной модели он бы уже двигался внутри Земли, слишком близко к центру масс, и результат точно бы не соответствовал действительности.). А именно этот участок мог дать очень серьезный вклад в искривление орбиты. Ну и нерассмотренным так и остался вопрос где точно была Луна в этот момент, и что она там делала.
====================
И вот тут же попробовал те же углы-скорости, но отключил земную гравитацию. Результат получился совсем другой: перигелий 0.421, афелий 2.5, период 645.

Действительно орбита проходит церез центр Земли, и метеороид будет в центре Земли. Чтобы этого не было, надо добавить наклонение орбиты. И порегулировать долготу восходящего узла W. Тогда метеороид должен будет пройти не через центр Земли а там, где надо.

Гравитацию Луны думаю лучше не считать. Или считать с Землёй. В любом случае Луной можно принебречь - она лёгкая если центр масс системы Земля-Луна находится внутри Земли.
 
Гравитацию Луны не считаем. Луна находилась далеко от метеороида и он с ней рядом не пролетал. Можете в астропрограммках проверить.

[Белозерцев Павел]

Картинки, может, и хорошие, но неверные. Не учтены некоторые углы. Попробую пересчитать и представить более верную картинку.

С учетом всех возможных углов, картина на 15 февраля, на момент рассвета в районе ЧЧ (Челябинск/Чебаркуль) могла выглядеть следующим образом:


залить картинку

А отсюда, в свою очередь, следует, что проекция скорости "объекта" на траекторию Земли могла быть больше 30 км/с. То есть, объект все же мог нагнать Землю.

Не исключено, что схема падения метеорита (без учета сил гравитации Земли и кривизны траекторий), могла выглядеть как-то так:
(красным указана скорость объекта в СО Земли. В атмосфере, на момент последней мощной вспышки, на высоте около 25 км, скорость объекта могла снизиться до 21...23 км/с)

загрузить картинку

А почему в первом рисунке Челябинск находится в терминаторе, а во втором уже вышел из него, да так сильно?
А! Понял. Это параллель 55° с.ш.
Ясно. Значит угол пересечения орбит 40,5°. Как вариант.
 

[Monstr]

Согласно JPL (DE424) на 9:20:26 скорость Земли была равна (прямоугольная эклиптическая система Vx,Vy,Vz)
-16.9443876235860 -24.9412641695933 0.0014823973804

Относительная скорость камушка при V=-17км/c и для радианта Ионова в этой системе
-14.680034 8.353829 -1.926170

Отсюда собственная скорость камушка
-31.624422 -16.587435 -1.927653
или полная скорость на орбите 35.8км/с

Поворот вокруг оси Z на угол направления движения Земли (235. дает такие скорости:
для Земли: 30.153 0.000 0.001
для камушка: 31.492 -16.837 -1.928
Откуда относительная скорость камушка: 1.339 км/c по движению Земли и -16.837 км/c к Земле и -1.928 км/с перпендикулярно плоскости эклиптики. Угол входа в 2D получается 4.5 градуса (XY) 6.5 (YZ) и 55.2 (XZ).

[al2013]

Метеорит упал в посёлке Роза (Челябинская область)
Метеорит в Челябинске виден из п.Мирный
В последнем видео виден разлёт трёх осколков: два поменьше резко тормозятся, а более крупный пролетает гораздо быстрее.

http://www.youtube.com/watch?v=iMVWECEMKP4#

На последних секундах видео автор произносит ключевую ( идентификационную) фразу....
..." я вообще не поеду в Коркино, нафиг ...".

То есть, - сьемка в зените и в Розе , расположенной аккурат посередине между Коркино и Челябинском.

PS. то есть мои оценки по колумбийцам в Коркино, похоже, верны.