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]

5) Нагрев от удара при падении. Для камня массой 10 граммов при скорости 100 м/с прибавка температуры будет примерно 5 градусов.

Да, я согласен, что надо учесть все пункты, приведённые Вами, только надо точно посчитать. Начнём с наиболее простого 5 пункта.

Скорость установившенося падения 10 граммового метеорита сферической формы 48 м/с, несферической - ниже. Если полностью эту энергию перевести в нагрев метеорита, то нагрев при теплоёмкости 0.8 кДж/кг/К составит 1.44 градуса. Но в реальности практически вся кинетическая энергия выделяется внутри расталкиваемого снега, так что нагрев метеорита при падении ничтожен, думаю что меньше 0.1 градуса. Но примем как оценку сверху 1 градус, ведь по крайней мере половина энергии должна была диссипировать в снегу, а не в упругом теле метеорита, в котором звук практически без диссипации бегает.

[Геннадий Ионов]

1) Начальная температура до входа в атмосферу +20 градусов.

"Разрежённость атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности Луны (от −160 °C до +120 °C), в зависимости от освещённости; при этом температура пород, залегающих на глубине 1 м, постоянна и равна −35 °C"
Значит, если бы крупный астероид летал на орбите Земли, то его температура в недрах была бы чуть ниже −35 °C, поскольку Луна чуть-чуть подогревается изнутри. Но примем, что −35 °C (Земля в среднем теплее из-за теплового потока из недр и парникового эффекта). При диаметре Челябинского метеороида 17 м его характерная глубина 8 м. Если бы температуропроводность была бы такой же как у лунного грунта, то за 8^2=64 лунных суток = 5 лет температура в центре бы не менялась. В реальности температуропроводность лунного грунта около 0.15e-8 м^2/c, а у монолитноого метеоритного вещества - около 70e-8 м^2/c, так что прогрев метеороида происходит намного быстрее. За полгода характерная глубина прогрева метеороида составит 3.3 м, но всё равно центральная часть практически не подвержена "сезонным" колебаниям температуры.
Вывод такой, что температура вещества глубже 4 метров ниже −35 °C. Температура поверхностных слоёв различна и зависит от направления оси вращения. Если есть "южная" часть, которая постоянно обращена к Солнцу, то там температура могла подняться до +150°C, а на "северной" части могла опуститься ниже −160 °C.

[walery]

Допустим была там некая средняя температура близкая к минус 100 град С, причём разная в различных частях основного тела. Кстати, надо бы уточнить размеры этого тела - как выясняется на 17 метров никак не тянет, максимум - 4 метра в поперечнике при массе 200 тонн. Если взять за основу первоначальные цифры - поперечник 17 метров и масса 10 тыс тонн, то на поверхность должно было выпасть 10% вещества, а это 1000 тонн. Даже, если уменьшить эту цифру вдвое - до 5% в остатке, то получим 500 тонн обломков, это 10 вагонов щебня - в этом случае весь тот эллипс рассеяния был бы усыпан фрагментами, чего не наблюдается. Так что наиболее вероятная цифра - 10-20 тонн обломков, из которых 5 тонн уже находится на руках у населения, ещё 5 тонн - в виде последних самых крупных 4-6 кусков. Во время взрыва произошло дробление вещества на мелкие куски, которые почти полностью успели прогреться по всему объёму до нескольких сотен градусов ( не забывайте про температуру вспышки -десятки тысяч градусов) и дальнейшее падение и охлаждение в течении 10-30 секунд несколько понизило температуру - до нескольких десятков град. в плюсе. Причём более мелкие фрагменты падали дольше и остывали "сильнее", более крупные - падали "более горячими". У меня есть фрагменты, которые имеют овальную форму и выглядят как переплавленный камень, т.е. и внутри они чёрные - так называемый "ударный расплав". Вот и представте - какая была там была жара. Так что полностью остыть они никак не успевали.

[vsevolodson]

Кстати, надо бы уточнить размеры этого тела - как выясняется на 17 метров никак не тянет, максимум - 4 метра в поперечнике при массе 200 тонн.

Интересно, откуда такие сведения. Вообще, пока что оценки сходятся в промежутке 10-20 тысяч тонн.

на поверхность должно было выпасть 10% вещества

Тоже непонятно, откуда это взято. Кому должно?

10 вагонов щебня - в этом случае весь тот эллипс рассеяния был бы усыпан фрагментами, чего не наблюдается

Обоснуйте это рассчётом, пожалуйста. Кол-во фрагментов версус площадь эллипса - покажите.

[vsevolodson]

Во время взрыва произошло дробление вещества на мелкие куски, которые почти полностью успели прогреться по всему объёму до нескольких сотен градусов ( не забывайте про температуру вспышки -десятки тысяч градусов)

Чтобы это утверждать, необходимо знать размер фрагментов. Для фрагментов размером больше сантиметров так не произойдёт, так как излучение вызовет лишь абляцию тонкого поверхностного слоя, без какого-либо прогрева.

[Геннадий Ионов]

дальнейшее падение и охлаждение в течении 10-30 секунд несколько понизило температуру

Падение со скоростью 50 м/с с высоты 30 км будет идти 10 минут, а не 10 секунд.

5 тонн уже находится на руках у населения, ещё 5 тонн - в виде последних самых крупных 4-6 кусков

То есть в среднем каждый житель Челябинской области имеет 1.4 г метеорит! Круто! Ну у меня метеорит на 1.7 грамма, правда все, кому я его показывал не кололись, что у них тоже есть метеорит на 1.4 грамма :-)
На самом деле, полагаю найдено килограммов 100 фрагментов, а не 5 тонн. Масса 6 самых крупных фрагментов по моим расчётом около 200 кг.

Во время взрыва произошло дробление вещества на мелкие куски, которые почти полностью успели прогреться по всему объёму до нескольких сотен градусов

Да, я недавно как раз писал, про то, что должна была выпасть "метеоритная дробь" из полностью расплавившихся кусочков в районе Каратабана, но за время падения в течении 20-30 минут, её температура должна была полностью сравняться с температурой воздуха.

[walery]

Высота не 30 км, а 23 - правда на эту тему ещё можно долго спорить. Геннадий, Вы всерьёз считаете, что тело, имеющее до взрыва скорость 18 км/сек и после взрыва, который добавил ещё вектор скорости, вдруг резко затормозило и его фрагменты стали свободно падать со скоростью 50 м\сек? Зная примерное распределение количества фрагментов по массе ( мелких - очень много, чем крупнее - тем количество меньше) можно посчитать их общее количество. В тонне получается  около 270 тысяч фрагментов. Если брать всего 15 тонн, то будет порядка 4 миллионов кусочков. По площади они тоже распределены неравномерно, ближе к Депутатскому - чаще, далее на запад - количество уменьшается  и заканчивается лишь выпадением единичных - самых крупных кусков. При таком раскладе в районе Депутатского должно быть 10 фрагментов на одну сотку площади, что близко к истине. Это - если масса осколков 15 тонн. При 200 тонном выпадении - ест-но в 10 раз больше, чего не наблюдалось.

[Геннадий Ионов]

В разных местах разная высота, я взял для примера район Еткуля. Ну пусть 20 км, всё равно время падения больше 5 минут.
Естественно, торможение мелких фрагментов происходит очень быстро - за доли секунды до звуковой скорости. Через несколько секунд движение переходит в падение с постоянной скоростью.

[walery]

На самом деле, полагаю найдено килограммов 100 фрагментов, а не 5 тонн. Масса 6 самых крупных фрагментов по моим расчётом около 200 кг.

Может кто-нибудь объяснит- куда "пропали" 17 тысяч тонн вещества? Точнее - 16999 тонн, т.к. тонна всё же долетела. И всё же не забывайте, что на высоте 23 км не может быть быстрого торможения даже для мелких кусочков, т.к. атм. разрежение. Сколь нибудь серьёзное торможение начинается с высоты 5-3 км. А до этой высоты вектор снижения был порядка 1 км\сек, т.е. за 20 сек. полёта снизились до 3 км., ну а далее  ещё 20-30 сек. - и приземление. Так что о минутах падения и речи быть не может.

[Геннадий Ионов]

Почему именно 17000 тонн? Это вещество испарилось, диссоциировало, частично ионизовалось, а потом рекомбинировало, образовало простые молекулы, сконденсировалось в виде микроскопических частичек и сейчас распределяется по всей стратосфере. Лет за 100 большая часть пылинок осядет в мировой океан.
Фрагмент массой 2 кг на высоте 19.67 км двигался со скоростью 7.3 км/с. Через 95.3 секунд до Травников долетело 1.8 кг, преодолев в воздухе путь 37.8 км. Скорость на момент падения составляла 112 м/с. Более мелкие фрагменты, соответственно, падали дольше.

Если этот фрагмент на 1.8 кг изначально находился на поверхности метеороида обращённой постоянно к Солнцу, то он действительно не успел бы остыть и мог быть горячим.
В принципе такое возможно, если допустить, что ось вращения была направлена на Солнце и метеороид не стал кувыркаться в атмосфере, а "ввинтился" в неё. Тогда данный фрагмент находился на "подветренной" стороне, обращённой к восходящему солнцу, там, где абляция не была слишком интенсивной и могли сохраниться слои близкие к поверхности.

[walery]

Падением это можно назвать с большой натяжкой. Не падал, а летел по наклонной, пролетев 50 км от места взрыва до приземления в Травниках, на это ушло ок. 20 секунд.

[Геннадий Ионов]

Не падал, а летел по наклонной

Угол падения 86.5 градуса. Причём в обратном направлении - упал с северо-запада на юго-восток. Северо-западный ветер так его разогнал обратно.

[walery]

Вот это новость! Геннадий, Вы явно что-то скрываете от нас: каким то образом определили угол падения фрагмента 1,8 кг. Может в тот день в районе Травников был торнадо?

[Геннадий Ионов]

Я подробно описывал ранее, как расчитывал траектории фрагментов с учётом атмосферных течений.

[alexann]

На самом деле, полагаю найдено килограммов 100 фрагментов, а не 5 тонн.

Подсчитайте для начала лоты на e-bay.

[walery]

Зимой после падения один человек за день собирал около 1 кг. фрагментов. Машин и людей было много, по 100 человек, не меньше. Значит в день уже по 100 кг., умножайте на семь ясных дней, получим почти тонну. В апреле и мае было не меньше. Можно долго рассуждать верю-не верю, но Геннадий до сих пор так и не объяснил - как каменный метеорит весом 17 тысяч тонн мог испариться, оставив после себя 100 кг. осколков и пару кусочков по 20 кг. весом?

[Геннадий Ионов]

Я это не собираюсь объяснять. 5 тонн фрагментов - это замечательно. Просто я был не в курсе, что так много людей собирало и по столько. Было сообщение, что команда Гроховского собрала несколько килограммов. Ну раз экспедиция столько собрала, то я думал, что люди максимум на порядок больше собрали - килограммов 100.

[Monstr]

Ну раз экспедиция столько собрала, то я думал, что люди максимум на порядок больше собрали - килограммов 100.

На семинаре в ГАИШе была озвучена похожая цифра оценки собранного материала населением - до 500 кг.

[Виктор Майский]

Почему именно 17000 тонн? Это вещество испарилось, диссоциировало, частично ионизовалось, а потом рекомбинировало, образовало простые молекулы, сконденсировалось в виде микроскопических частичек и сейчас распределяется по всей стратосфере. Лет за 100 большая часть пылинок осядет в мировой океан.

О том, что найдены сколько-нибудь крупные фрагменты сообщений не было. Сделаем очень оптимистичное предположение, что найдены всего: 1 тысяча фрагментов по 1 кг, плюс 10 тысяч фрагментов по 100 грамм, плюс 100 тысяч фрагментов по 10 грамм? Если да, то это все равно будет лишь 3 тонны. На фоне начальных 10000 тонн это, как говорят, 0 целых 0 десятых.
Может быть и не было этого монолита, а был снежный ком с большим количеством каменных вкраплений небольшого размера?
Тем более, Вы писали ранее, что "скорость абляции составляет сантиметры в секунду". Попробуйте при этом сдуть с поверхности несколько тысяч тонн камня за разумное время. Если можно, дайте ссылку на материал с оценкой скорости абляции.

Может ли кто-нибудь оценить давление внутри шара диаметром 17 метров при скорости 18 км/сек в атмосфере на высоте 25 км. И насколько оно соответствует пределу прочности материала болида?

[walery]

Может ли кто-нибудь оценить давление внутри шара диаметром 17 метров при скорости 18 км/сек в атмосфере на высоте 25 км. И насколько оно соответствует пределу прочности материала болида?

Какое давление и внутри какого шара Вы хотите оценить? Внутри воздушного или каменного? И причём здесь скорость этого шара и высота его полёта? Что - давление как то должно зависеть от скорости? И с начальной массой явная нестыковочка - дескать мы знаем, что она была 17 тысяч тонн, а куда делась - объяснять не будем, испарилась - и дело с концом.