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.

[Виктор Майский]

Рассчитал точное место падения основного фрагмента. Результаты находятся в файле

Геннадий, желаю Вам успехов в поиске фрагментов метеорита. Однако, несколько соображений на этот счет.

1) Удивляет Ваше поспешное заявление о готовности назвать место падения "основного" фрагмента. Непонятно на чем основана такая уверенность. Ведь Вы опубликовали расчет лишь для двух точек траектории - "конец облачка" и самый яркий фрагмент. При этом данные по облачку легли очень кучно, пятно рассеяния - в сотни метров, и лежит на предполагаемой траектории. По второй точке - совсем никак: пятно 12 км вдоль и поперек траектории.

2) Для поиска больших фрагментов точные данные по облачку не имеют практической ценности. Коль в облачке один из фрагментов остановился, значит он там рассыпался, и дал лишь поле "гороха" на земле. Самые крупные фрагменты улетели дальше остальных. Поэтому интересен лишь фрагмент, погасший последним, причем с постепенной потерей яркости за счет выхода на малые скорости после непрерывного торможения. А по нему как раз нет приемлемых данных.

3) Даже наличие точных данных по траектории перед погасанием не позволяет уверенно указать на место падения. Кроме положения и высоты нужно знать угол к горизонту и скорость. Все это можно получить из анализа видеоматериалов. Дальнейшее падение будет зависеть от массы и размеров фрагмента. Неопределенность массы фрагмента дает неопределенность точки падения в десятки километров вдоль траектории.

4) При оценке траектории все-таки нужно пытаться увязать результаты расчетов с фактическим материалом по падению фрагментов. В частности считать лунки на оз. Чебаркуль и оз. Аргаяш местом падения наиболее крупных фрагментов, пока не доказано обратное. И расчетом это подтвердить, либо опровергнуть.
Если просчитать траекторию по видео из Каменска-Уральского и "притянуть" возможные кандидаты на падение, получим оценку возможного падения фрагментов в оба озера через 25-50 секунд и 28-45 км после погасания со скоростями 350-700 м/сек и углами 35-65 градусов (в зависимости от того какой фрагмент в какое озеро упал).  И, судя по скорости, это должны быть очень весомые фрагменты. Так что можно не беспокоиться, что их в состоянии достать копатели-любители.

5) Напрасно был проигнорирован призыв, по-моему, farks по сбору материалов о начальном участке траектории. Тогда бы не было предположения о том, что траектория прошла южнее оз. Чебаркуль. Тем более, что Ваши результаты для облачка хорошо легли на трассу Целинное - оз. Чебаркуль. Для оз. Аргаяш - практически та же траектория с уклонением на 1,5 км к северу на конечном участке. К тому же на некоторых видео виден участок с дроблением на примерно равные части с образованием двойного следа.

[Виктор Майский]

Западную  (дальнюю на фото) сторону я сначала раскопал, а когда ничего не нашёл, то засыпал обратно.

При поиске столь крупного фрагмента не стоило ожидать, что раскопка лунки что-то даст. Один из фрагментов Сихотэ-Алинского метеорита близкого размера пробил мягкий грунт на 8 метров. И это в феврале, в мерзлой земле! Да, то был железный метеорит, но масштаб ожидаемой картины характеризует. Поэтому при дальнейших поисках не нужно на основании подобных раскопок делать окончательный вывод. А на магнитную съемку, действительно, время тратить не стоит. Например, тот железный фрагмент выполненными магнитными измерениями не обнаруживался. Об этом подробно рассказано в книге Кринова.

По поводу уточнения возможных мест падения.
Это хорошо, что удалось определить пару точек на траектории. Однако они удалены лишь на 20 км одна от другой, затем еще 20 км до падения. При этом ошибки в определении координат точек могут спроецироваться на падение с удвоением. Резко повысить точность можно разнеся отсчетные точки. В частности уточнить начальный участок траектории. Видео и фото из Половинного и Рачеевки дают оценку траектории практически над Целинным. В этом случае падение должно быть несколько севернее. Думаю, снимки следа из мест по траектории на 100-200 км восточнее Коркино существуют, но не выложены в интернет. Возможно потому, что они проигрывают по зрелищности другим.
 

[Виктор Майский]

P.S. Точка на траектории одна, а не пара.Курган на 250 км восточнее Коркино и оттуда есть видеозаписи.

По одной точке вообще невозможно сказать что-то определенное.

Нужны снимки из мест, близких к траектории. Либо результаты опроса многих очевидцев с единственным вопросом "пролет был слева направо или справа налево?". Чем ближе эти пункты к траектории, тем точнее результат. В Целинном, думаю, след должен быть практически вертикальным. По уклонению от вертикали можно оценить удаление проекции траектории от места наблюдения. Курган здесь совсем не подходит.

[Виктор Майский]

По одной точке - нельзя сказать что-либо определённое, а по точке + 12 линий - ещё как можно. То есть известно, что фрагмент был в одной точке и на 12 прямых линиях в какие-то (неизвестные априорно) моменты своего движения.

Да, 12 линий хорошо сошлись в одной точке. Но это лишь одна точка. Минимум вторая нужна для определения направления и скорости. Как без этого можно говорить о дальнейшей траектории и месте падения? Не понимаю на чем основаны ваши расчеты.

Не думаю, что найдётся несколько очевидцев в столь узкой полосе у которые, к тому же, уловили небольшое отклонение от вертикали и сказали слева направо или наоборот.

У очевидцев нужно спрашивать лишь про направление полета. По свежим следам любой мог легко ответить на этот ворос.
Если для одного из них пролет был слева направо, а для второго - справа налево, то траектория легла между ними. В данном случае к югу от первого и к северу от второго. Чем ближе эти места друг к другу, тем неопределенность меньше, чем больше наблюдений, тем лучше. Т.к. они расположены не ровными рядами вдоль траектории, а рассеяны случайным образом, то суммарно можно получить довольно хорошую точность. Несколько километров по широте - вполне реально. Далее, имея вторую опорную точку на заключительном участке траектории (а у Вас она определена очень даже точно), можно продлить траекторию далее, при этом погрешность по широте в районе Целинного проецируется на Чебаркуль как 1:4. 

Имея фото следа из этих же мест можно измерить отклонение следа от вертикали. Для малых отклонений угол в градусах будет пропорционален отклонению проекции траектории на местности в километрах. Здесь можно получить еще большую точность.

Цитата: Виктор Майский от Вчера в 18:21:12Один из фрагментов Сихотэ-Алинского метеорита близкого размера пробил мягкий грунт на 8 метров.Можно привести ссылку на эту информацию? Откуда она взята?

Кринов Е.Л., Железный дождь, Москва, Наука, 1981, стр. 73-74.

[Виктор Майский]

Очень похоже на то, что это обычные дырки подрыва.

Эти "дырки подрыва" есть с хорошим качеством. И не только эти. Все похожи как близнецы-братья. Причем на разных водоемах, и вдали от траектории падения - больше 20 км. Там же обсуждается их возможная природа:

http://meteoritics.ru/forum/viewtopic.php?t=743&postdays=0&postorder=asc&start=210&sid=744312edc5293bf9ab1c327ed33f8bf8

[Виктор Майский]

вы имеете в виду следующее - ??=============================- Характер пробоины в Валке, оплавление льда и прочие особенности недвусмысленно намекали на падение из космоса метеоритного тела или мусора.

Нет, про выплеск воды из рыбацких лунок после ударной волны.

Озеро Дуванкуль, всего в 23 километрах от Шеломенцево над которым пролетел метеорит. Вполне могло ударной волной воду выплеснуть.

Учитывая высоту полета, расстояние - около 45 км. Примерно такое же расстояние от траектории до Челябинска. Если эти лучи возле лунок происходят от ударной волны, то подобное должно было наблюдаться на водоемах и вокруг Челябинска. Почему об этом не было сообщений?
По тому как это выглядит, вопросов больше чем ответов. Почему лучи столь четкие и длинные? Например, на фото http://savepic.org/2838571.htm длина луча в 15 раз больше диаметра лунки. По форме и рельефу это больше похоже на выход воды через трещины во льду. Но какова их природа? Жаль нет ориентиров, чтобы оценить реальный размер.

[Виктор Майский]

Цитата: Sovetnik от Сегодня в 00:15:17Еще более вероятно падение осколков о оз. Аргаяш.Вот фото полыньи в другом ракурсе (с сайта В.Черноброва):А это вторая полынья, рядышком.

Это те самые две полыньи на оз. Аргаяш? Судя по следам какой-то живности на втором снимке - диаметр около 20 см. Для осколка метеорита, так далеко улетевшего, - слишком мала. Похоже на рыбацкую лунку. Только следов самих рыбаков не видно.

[Виктор Майский]

Озеро Дуванкуль, всего в 23 километрах от Шеломенцево над которым пролетел метеорит.

Чем подтверждается, что метеорит пролетел над Шеломенцево? Есть ли у Вас фото следа из Шеломенцево, Потапово, Лесной, Белоусово, Преображенка и далее на восток вдоль траектории? Чем восточнее, тем лучше, по Челябинской области, затем по Курганской.

Понимаю, что сейчас, когда интерес к теме уже угас, дополнительную информацию можно получить только через родственников и знакомых, живущих в тех местах. Однако по свежим следам можно было легко собрать много данных о падении, например, через школьников. Через управления образования двух областей попросить преподавателей предметов, ныне более всего близких к прежним астрономии, природоведению и др. дать задание ученикам заполнить опросники по падению метеорита. Самостоятельно и с помощью родителей, братьев, сестер, бабушек и дедушек, живущих по соседству. Был бы бесценный материал. И школьникам была бы интересна живая практика, а не сухая теория из учебника. Жаль, время ушло...
И не гадали бы сейчас мог упасть в оз. Аргаяш или не мог, по поводу Чебаркуля было бы меньше сомнений, не искали бы падение в стороне от траектории...

[Виктор Майский]

Лунки расположены очень близко друг от друга, так что с большой долей вероятности можно предположить, что это был один объект, разделившийся непосредственно перед падением.

В этом случае можно сказать, что его начальная масса до разделения была больше Чебаркульского. Иначе не долетел бы. Значит и лунка вторая должна быть сопоставима с Чебаркульской. Чего не наблюдается.

Рыбаков, судя по всему там не было. Озеро находится вдалеке от дорог, добраться до него можно только на снегоходе, но с самолёта никаких дорожек не было видно.Как вариант, возможно в этом месте со дна озера бьет родник.

Может и так. Вначале лед подмыло, а затем воду на лед выдавило ударной волной.

Вроде как уже определились с траекторией полета, Геннадий Ионов (и другие уважаемые товарищи) достаточно точно рассчитал и разложил по полочкам.

Геннадий не очень-то делится своими полочками
Иначе бы не было здесь сомнений, рассуждений. Шли бы по этой точной траектории и подбирали что упало ;-)

А видео из Шеломенцево, пожалуйста, одно из самых моих любимых.

Впечатление производит. Но горизонт практически не захватывает, по нему трудно уточнять траекторию.

[Виктор Майский]

Насчёт температуры я уже устал повторять, что никакого прогрева упавшего метеорита быть не может.
...
 температура в его недрах была около 200 К), ну и поверхность может быть ближе к -60°C за счёт охлаждения/нагрева окружающим атмосферным воздухом.

Все наблюдаемые пустотелые сосульки говорят об ином.
Все-таки, когда теория расходится с практикой, ее нужно корректировать. Правда, предварительно найдя объяснение ;-)

[Виктор Майский]

наш болид был в космической жизни апполоном с перигелием около 2 а.е, то температура в его недрах была около 200 К), ну и поверхность может быть ближе к -60°C за счёт охлаждения/нагрева окружающим атмосферным воздухом.

Геннадий, Вы сделали большую работу, определив координаты так называемого облачка. Думаю, из-за этого многие здесь воспринимают Ваши комментарии за истину в последней инстанции. Поэтому, внимательнее относитесь к тому, что пишете. Не думаю, что Вы действительно имели в виду перигелий болида в 2 а.е.
Хотя, может быть, именно отсюда исходит Ваше убеждение про низкую внутреннюю температуру метеорита?
По разным данным равновесная температура на орбите Земли составляет от -15 до +27 °C . Т.к. метеорит удалялся от Солнца, он постепенно остывал. Следовательно перед входом в атмосферу имел внутреннюю тепературу больше указанной. Именно внутренняя, более нагретая часть камня долетела до момента массового разрушения. Плюс сжатие при торможении, по всему объему, с деформацией, вплоть до разрушения на мелкие фрагменты, также прибавило свои градусы. Поэтому можно ожидать достаточно высокую начальную внутреннюю температуру падающих фрагментов. При рассмотрении дальнейшего свободного падения кроме обдува и охлаждения разряженным воздухом -60 °C, нужно помнить об аэродинамическом нагреве.

Может быть кто-нибудь даст ссылку на хорошую статью на этот счет?

[Виктор Майский]

Я полагал, что метеориты из внутренней части каменного астероида, в котором на глубине несколько метров температура выравнивается по орбите и составляет около 200K.

1) Для предполагаемой орбиты болида равновесная температура афелия и перигелия около -80°C и +40°C соответственно. Средняя -20°C. За счет ненулевого эксцентриситета будет несколько ниже, но все же никак не 200K.
 2) Все-таки болид был не из ваты, и относительно небольшого размера, чтобы держать внутри неизменную температуру. Последние полгода перед падением он находился в районе орбиты Земли и ближе, до орбиты Венеры. Думаю, нескольких месяцев достаточно, чтобы такой камень полностью прогрелся почти до равновесной температуры. Поэтому перед падением можно ожидать температуру внутри камня ближе к комнатной (+20°C;-), но не 200K.

Но если астероид не вращался и нагревался Солнцем с одной стороны и метеорит отвалился от этой внешней прогретой поверхности, то он действительно может быть весьма тёплым,

Самые внешние неравномерно нагретые участки сдуло с поверхности и рассеяло вдоль траектории. Вы писали по абляцию в несколько см/сек. Сразу после падения в одном из интервью кто-то даже предполагал, что бо'льшая часть метеорита была рассеяна еще до разрушения. Поэтому логично предположить, что все, что выпало в виде камешков, было из внутренней области, и имело примерно одну начальную температуру.

при условии, что его масса составляет килограммы, так что он не смог охладиться атмосферным воздухом. У грамовых метеоритов однозначно произошло выравнивание температуры с температурой воздуха во время падения.

В действительности даже небольшие камешки, весом в граммы, оставили теплый след в снегу. Значит после падения они обладали хорошим запасом тепла. Учитывая небольшой размер, это не просто температура выше нуля, а действительно, как говорят очевидцы других падений, должны быть теплыми на ощупь. Итого:
1) Начальная температура до входа в атмосферу +20 градусов.
2) Внутреннее сжатие перед разрушением может дать очень хорошую прибавку. К сожалению, пока без цифр.
3) Охлаждение при обдуве холодным воздухом при свободном падении. Сильно зависит от размера фрагмента.
4) Аэродинамический нагрев при свободном падении. Для малых фрагментов скорее всего будет, действительно, малозаметен.
5) Нагрев от удара при падении. Для камня массой 10 граммов при скорости 100 м/с прибавка температуры будет примерно 5 градусов.
Неплохо бы сделать оценки по 2-му и 3-му пунктам. С выходом в итоге на +20 градусов, хотя бы . Было бы интересно. Может быть среди форумчан есть специалисты-теплотехники? Либо ссылочку на соответствующий ресурс в сети?

[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?

[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.

[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.

[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

[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?