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]

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?

Сила трения примерно 0.28*S*rho*v*v/2 действует на площадь S, откуда упругие напряжения при скорости 18800 м/с порядка 5e7*rho м^2/с^2. На высоте 25 км давление 0.021 атм при температуре 205 К даёт плотность около 0.036 кг/м^3, откуда напряжения порядка 1.8 МПа, что соответствует пределу прочности льда. Предел прочности каменных пород на два порядка больше. Теоретически монолитный метеороид мог бы не разрушиться до самой поверхности земли. Но как видно на спилах в материале очень много трещин, в результате во время движения тело крошилось с поверхности.

[Геннадий Ионов]

Если можно, дайте ссылку на материал с оценкой скорости абляции.

1. Mass Loss Due to Sputtering and Thermal Processes in Meteoroid Ablation. L.A. Rogers, K. A. Hill & R.L. Hawkes
2. Излучение и абляция крупного метеороида при его движении сквозь атмосферу Земли. А.П. Голубь, И.Б. Косарев, И.В. Немчинов, В.В. Шувалов

[Виктор Майский]

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.

При снижении в атмосфере болид испытывает все большее сопротивление воздуха, которое приводит к все большим внутренним напряжениям в его теле. На некоторой высоте из-за увеличивающейся плотности воздуха это напряжение достигает предела прочности материала, что приводит к его механическому разрушению, распаду на несколько или множество фрагментов.
Т.к. на земле найдено неожиданно мало фрагментов этого разрушения, то возникает вопрос о том сколько было исходного материала, т.е. насколько подтверждается, что болид был каменный, диаметром 17 метров, массой 10 тысяч тонн. Если оценка даст, что на указанной скорости и высоте внутреннее напряжение примерно равно пределу прочности исследованного материала метеорита, то он был таким, как принято считать. Если давление окажется много меньше, то исходный материал был другим, менее прочным. Например, кометоподобным, как неоднократно многие предполагали. В первом случае нужно будет искать разумное объяснение того куда делось столько камня, во втором - это и есть объяснение столь малого его количества.
А проверить нужно еще и потому, то разрушение произошло на столь большой высоте, где атмосфера еще очень разряжена.

Сила трения примерно 0.28*S*rho*v*v/2 действует на площадь S, откуда упругие напряжения при скорости 18800 м/с порядка 5e7*rho м^2/с^2. На высоте 25 км давление 0.021 атм при температуре 205 К даёт плотность около 0.036 кг/м^3, откуда напряжения порядка 1.8 МПа, что соответствует пределу прочности льда. Предел прочности каменных пород на два порядка больше. Теоретически монолитный метеороид мог бы не разрушиться до самой поверхности земли. Но как видно на спилах в материале очень много трещин, в результате во время движения тело крошилось с поверхности.

Геннадий, спасибо.

[Геннадий Ионов]

Может быть и не было этого монолита, а был снежный ком с большим количеством каменных вкраплений небольшого размера?

Кто-то выше говорил про +20°C... Снежный ком бы давно подтаял  и испарился постепенно за время многочисленных сближений с Солнцем.

В первом случае нужно будет искать разумное объяснение того куда делось столько камня

Количество выпавшего вещества не вызывает у меня какого бы то ни было удивления. Почему его должно было быть больше?

[Виктор Майский]

Кто-то выше говорил про +20°C... Снежный ком бы давно подтаял  и испарился постепенно за время многочисленных сближений с Солнцем.

Знал, что Вы это скажете А как насчет того, что внутри температура постоянна и много-много меньше нуля?
А снаружи - нечто вроде лунного реголита в качестве хорошей теплоизоляции, например.
Но многих сближений могло и не быть. Например, изначально далекая от Солнца орбита была подправлена небольшим столкновением. Правда, говорят, что все кометы - с окраин Солнечной системы, и в поясе астероидов их нет. Но кометный вариант все-равно нужно рассмотреть, для того хотя бы, чтобы твердо сказать, что это не так.

[hard Noi 2]

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?

Сила трения примерно 0.28*S*rho*v*v/2 действует на площадь S, откуда упругие напряжения при скорости 18800 м/с порядка 5e7*rho м^2/с^2. На высоте 25 км давление 0.021 атм при температуре 205 К даёт плотность около 0.036 кг/м^3, откуда напряжения порядка 1.8 МПа, что соответствует пределу прочности льда. Предел прочности каменных пород на два порядка больше. Теоретически монолитный метеороид мог бы не разрушиться до самой поверхности земли. Но как видно на спилах в материале очень много трещин, в результате во время движения тело крошилось с поверхности.

А скачек давления в ударной волне на гиперзвуке? А переменные аэродинамические нагрузки, действующие как отбойный молоток?
Геннадий, ну прямо разочаровали 

[Monstr]

Правда, говорят, что все кометы - с окраин Солнечной системы, и в поясе астероидов их нет. Но кометный вариант все-равно нужно рассмотреть, для того хотя бы, чтобы твердо сказать, что это не так.

Кометные орбиты, действительно, обладают орбитами с большими полуосями. А из этого следует, что их скорость в районе орбиты Земли должна быть значительно больше, чем у ЧМ. Вероятность того, что комета в результате сближений перешла на более низкую орбиту, очень мала. Пока самой короткопериодической является комета Энке, а ЧМ имеет период еще меньше. В общем нехарактерно все это для кометы. Но вероятность, хоть и малая, но остается.

[Геннадий Ионов]

А снаружи - нечто вроде лунного реголита в качестве хорошей теплоизоляции, например.

Так и думал что приведёте такой аргумент :-) Реголит держится на Луне гравитацией. В случае небольшого тела твёрдые частицы при испарении льда не остаются на поверхности а разлетаются, как это происходит у комет. При этом такая комета, скорее всего была бы обнаружена задолго до столкновения.

Например, изначально далекая от Солнца орбита была подправлена небольшим столкновением.

Это небольшое столкновение, которое должно подправить скорость километров на 10 в секунду полностью разрушит и испарит комету.

[Виктор Майский]

А скачек давления в ударной волне на гиперзвуке? А переменные аэродинамические нагрузки, действующие как отбойный молоток?

Не могли бы Вы оценить эту прибавку давления. И с ее учетом будет ли превышен предел прочности каменной глыбы?

Кометные орбиты, действительно, обладают орбитами с большими полуосями. А из этого следует, что их скорость в районе орбиты Земли должна быть значительно больше, чем у ЧМ. Вероятность того, что комета в результате сближений перешла на более низкую орбиту, очень мала. Пока самой короткопериодической является комета Энке, а ЧМ имеет период еще меньше. В общем нехарактерно все это для кометы. Но вероятность, хоть и малая, но остается.

Насчет "мертвых" и странных комет, например, здесь: http://ru.wikipedia.org/wiki/Комета_главного_пояса

Реголит держится на Луне гравитацией. В случае небольшого тела твёрдые частицы при испарении льда не остаются на поверхности а разлетаются, как это происходит у комет. При этом такая комета, скорее всего была бы обнаружена задолго до столкновения.

Если снег зимой присыпать слоем, например, строительного мусора, то весной теплоизолятор вмерзает в лед, образуя тепловую подушку. Затем все лето этим льдом пользуются как холодильником. И это под открытым солнцем! Я однажды сам это видел. Правда, там были опилки.
Закрытый лед не даст хвоста комете. Заметного хвоста. Тем более при столь малом размере. Тунгусскую (предположительно) комету тоже не заметили.

Если согласиться с предполжением, что воды на Земле изначально не могло быть, а ее принесли кометы, то еще одна порция прибыла

[RN]

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.

Поскольку приблизительный химический состав ЧМ известен, было бы неплохо увидеть все вышеизложенное в химических преобразованиях. Потому, как простые молекулы после всех перечисленных реакций не образуются

[Геннадий Ионов]

Ну, например, оксиды кремния, магния, железа, серы.

[Геннадий Ионов]

Если снег зимой присыпать слоем, например, строительного мусора, то весной теплоизолятор вмерзает в лед, образуя тепловую подушку.

Это под ещё большей гравитацией Земли. Ключевое слово здесь "присыпать". В вакууме лёд будет сублимировать, не переходя в жидкую фазу и весь мусор сдует потоком газа.

[Belousov Vladimir]

Не могли бы Вы оценить эту прибавку давления. И с ее учетом будет ли превышен предел прочности каменной глыбы?

О пределе прочности сложно говорить.Все метеориты имеют брекчиевую,обломочную структуру
(и для челябинского метеорита где-то видел фото шлифа).Вряд ли ЧМ дробился постепенно,снаружи.
Скорее было прогрессирующее дробление-метеороид развалился на куски,каждый из которых
дробился снова,и т.д.Когда образовалось наибольшее количество обломков,за счёт испарения
с большой поверхности,произошёл главный взрыв.
О вопросе,куда делись 10 тысяч тонн вещества.Конечно,испарились(абляция).Считается,что при
скорости более 22км/с метеороид вообще не может долететь до поверхности Земли.Сфотографированные болиды,имевшие бОльшую скорость,не выпали в виде метеоритов.Тунгусский метеорит,по весьма вероятной версии,осколок кометы Энке(скорость 31км/с)-не долетел.За счёт сравнительно небольшой скорости ЧМ не полностью испарился в атмосфере,что-то и нам досталось!Допустим,собрана 1 тонна осколков,это 0.01% от начальной массы-уже хорошо.

[vsevolodson]

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.

Полная чепуха, ибо скорость торможения зависит целиком и полностью лишь от отношения размеров к массе. А это отношение будет сильно различаться для больших и малых фрагментов.

[vsevolodson]

Геннадий до сих пор так и не объяснил - как каменный метеорит весом 17 тысяч тонн мог испариться, оставив после себя 100 кг.

Почитайте на википедии что ли, как происходит падение метеорита с его разрушением в атмосфере...

[vsevolodson]

Скорее было прогрессирующее дробление-метеороид развалился на куски,каждый из которых
дробился снова,и т.д.Когда образовалось наибольшее количество обломков,за счёт испарения
с большой поверхности,произошёл главный взрыв.

Именно так. Вы правильно понимаете процесс. Но тут важно отметить, что быстрая (причём ещё и ускоряющаяся) фрагментация просиходит по причине абляции с поверхности, что создаёт неслабую силу, тормозящую метеорит. Тут прикидывали, получалось что за секунду метеорит тормозился на сотни м/с, что равносильно десяткам же перегрузки. Эта сила, приложенная к телу метеорита неравномерно и раскалывает его. Мелкие фрагменты тормозятся сильнее (надеюсь понятно, почему) и их дробление становится цепным процессом, пока не происходит практически взрывообразное выделение энергии и торможение фрагментов. Крупные фрагменты, что обладали достаточной прочностью, конечно, могли долететь таки до поверхности.

[Sovetnik]

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?

Осколки метеоритов люди находили по отверстиям в снегу, поэтому это были заметные осколки массой от нескольких грамм до десятков и сотен грамм. Совсем же мелкие осколки никаких заметных следов оставить не могли. Но именно они составляют основную массу болида, который после взрыва частично испарился (с последующей конденсацией) и разрушился на мелкие осколки размером в доли миллиметра. Они и составили 99% всей уцелевшей массы, выпавшей не землю. Эта масса, представляющая собой практически песок и пыль, рассеяна на огромной территории эллипса выпадения площадью в 1000 км2 и можно сказать - утрачена для собирателей метеоритов.

[Виктор Майский]

как видно на спилах в материале очень много трещин, в результате во время движения тело крошилось с поверхности.

О пределе прочности сложно говорить.Все метеориты имеют брекчиевую,обломочную структуру(и для челябинского метеорита где-то видел фото шлифа).Вряд ли ЧМ дробился постепенно,снаружи.

Два человека - два мнения

Для начала можно считать, что никаких трещин нет. Вернее, их изначально не было. И наблюдаемые трещины - результат предельной нагрузки. Разрушение не может быть одновременным по всем дефектам. Просто этим трещинам не повезло, до них не дошла очередь. Рядом оказались трещины чуть длиннее и шире. Как только там порвалось, здесь напряжение спало.
Поэтому при расчетах считать, что разрушился целый камень при соответствующей предельной нагрузке.

О вопросе,куда делись 10 тысяч тонн вещества.Конечно,испарились(абляция). ... За счёт сравнительно небольшой скорости ЧМ не полностью испарился в атмосфере,что-то и нам досталось!Допустим,собрана 1 тонна осколков,это 0.01% от начальной массы-уже хорошо.

На чем основаны Ваши выводы? На семинаре в Астрономическом институте имени Штернберга для Челябинского метеорита были сделаны оценки массы выпавших фрагментов в 10% или 1000 тонн.

Считается,что при скорости более 22км/с метеороид вообще не может долететь до поверхности Земли.

Кем считается? Откуда такая категоричность? Можно ссылку на источник информации?

[al2013]

как каменный метеорит весом 17 тысяч тонн мог испариться, оставив после себя 100 кг. осколков и пару кусочков по 20 кг. весом?

Собирательские страсти мне чужды, но не утерпел.
Хочу спросить - "а кто его взвешивал". Где фото "взвешивания"?

[al2013]

как видно на спилах в материале очень много трещин, в результате во время движения тело крошилось с поверхности.

О .

 

Считается,что при скорости более 22км/с метеороид вообще не может долететь до поверхности Земли.

Кем считается? Откуда такая категоричность? Можно ссылку на источник информации?

По аналогии - сколько килограмм колумбии американцам удалось собрать ? Той, которая над деревушкой Палестина рассыпалась и частично сгорела .