Вот эта дуга, что на графике выше - искаженное изображение истинной траектории. На графике видно, что метеороид "отскочил" от атмосферы резко вверх Но это то, что видят журнализды.
На самом деле ось абсцисс должна быть искривлена точно с тем радиусом, который имеет Земля. В этом случае ось абсцисс будет дугой сферы, а "отскок" станет более-менее приближен к прямой, искривленной ровно настолько, насколько искривляется "прямая орбиты" притяжением Земли и снижением скорости атмосферой. При этом "горбом вниз на графике" превратится "горбом вверх в реальности".
Насмотревших подобных графиков журнализды и делают вывод об "отскоках от атмосферы". Эффект "блинчика" несомненно присутствует, Но он не так велик как на графике. Понять это можно, если рассмотреть сечение атмосферы по центру Земли.
В самом большом поперечнике это расстояние равно диаметру Земли + "двойная толща атмосферы". Чем мы более будем отклоняться от наибольшего поперечника, условно приближаясь к "полюсу", тем длина хорды Земли + "двойная толща атмосферы" будет все меньше и меньше.
Когда мы отдалимся от наибольшего поперечника к "полюсу" на расстояние равное радиусу Земли, мы "оторвемся от Земли" и останется только "двойная толща атмосферы" выродившаяся в атмосферный сегмент. Если подняться еще выше на высоту 90 километров, то стрелка сектора атмосферы будет всего 30 километров, а длину хорды можно вычислить по формуле:
L=2R*sin(a/2) где a - центральный угол.
Чтобы найти центральный угол, можно просто вписать в окружность радиусом (радиус Земли + 120 км) многоугольник с таким количеством сторон, чтобы стрелка дуги до хорды составляла 30 км. Предположим, мы получим 800-угольник.
Тогда центральный угол будет равен 360/800 градуса, его и подставляем в формулу. Скорее всего мы получим хорду длиной до 1000 километров или даже менее (тут я ошибся "в другую сторону" как станет видно из расчета ниже, но реально от 1000 отличается всего на 223 км и почти угадал) и эту 1000 километров тело на скорости 20 км/сек пройдет как спица практически за время 50 секунд. И никаких отскоков.
Можно еще точнее вычислить "без геометрии"
Высота сегмента:
h=R(1-cos(a/2))
30=(6371+120)*(1-cos(a/2))
1-cos(a/2)=30/(6371+120)
cos(a/2)=1-30/(6371+120)=1-30/6491=1-0.0046=0.9954
a/2=5.5 градуса
теперь вычисляем длину хорды
L=2R*sin(a/2)
L=2*6371*sin5.5=12742*0.096=1223 километра.
Таким образом с "отскока" маски сброшены.
Если учитывать, что ЧМ прошел путь в 700 километров в плотнейших слоях атмосферы, то для данного метеороида пройти путь в 1223 километра при ничтожном сопротивлении атмосферы на высотах 90-120 километров - раз плюнуть при почти той же скорости в конце протыкания, как и в начале протыкания атмосферы.
Примерное время пролета такого отрезка 30-60 секунд в зависимости от скорости метеороида.
На самом деле хорда будет несколько длиннее, так как тяготение изгибает прямую в дугу эллипса, но так как время всего 1 минута, то тяготение Земли изогнет дугу за минуту на весьма небольшой угол. Можете посчитать сами, насколько метров тело пролетает "вниз к Земле" за 60 секунд по известной формуле
s=gt*t/2=9.8*60*60/2=9.8*1800=17.6 километра
Таким образом метеороид прошел 1223 километра и конечная точка отклонилась "от прямой" на 17.6 километра
В процентах это отклонение составит
1760/1223=1,43 процента, то есть трасса в атмосфере практически прямая - никаких этих ваших отскоков. Аэродинамику не учитываем, так как неизвестно какой стороной летит "крыло" и куда его прижимает - либо выкидывая из атмосферы, либо с таким же успехом
прижимая его к земле. Метеороид ведь может "отскочить от атмосферы" и в сторону Земли!
Расчеты приведены в "первом приближении", но они близки к реальности и рисуют правдоподобную картину.
Если же от приближенных вычислений перейти к графику постом выше, то там путь в атмосфере составляет примерно 11 градусов, что отличается от наших 5,5 градусов - вывод из этого только один. Дуга в 11 градусов получается потому, что она изогнута "горбом вверх", то есть метеороид "не отскакивал" от атмосферы, "а заглублялся в нее", но атмосфера "вдруг закончилась" и метеороид перестал в нее заглубляться. Вот что крест животворящий делает
Грубо можно считать, что "участок высвечивания" метеороида по длине составил 1223*11/5,5= 2446 километра, что втыкает изрядно.
Вот это удвоение длины траектории высвечивания - это есть степень отличия дуги эллипса от геометрической прямой, это тот вклад, который тяготение вносит в искривление дуги орбиты в непосредственной близости от Земли.
Запомним - если метеороид влетает в атмосферу на высотах примерно 90 километров, то
длина трассы высвечивания удваивается, чем в случае, если бы тяготения не было. И что интересно! все эти 2,5 тысячи километров тело летит на высотах 90-120 километров. Такие метеороиды можно называть термином "скребущие атмосферу". Если сравнить с картофелиной, то они "скребут кожуру".
Если некоторые места в картине описанной "некорректны", каждый может прикинуть свой нос к пальцу и посчитать иначе.
Объект начал светиться на высоте 100 километров, а закончил светиться на высоте 106 километров. Дельта в 6 километров скорее всего вызвана необходимостью разогрева участка ударной волны при входе в атмосферу, чего уже не требуется при выходе из нее. Могут также сказываться ошибки при измерении объекта методами триангуляции - мы не знаем насколько точно отражает график реальность по итогам измерения. Скорее всего достаточно точно. Точки хорошо ложатся на плавную кривую.
Важный вывод из построений -
метеороид не отскакивал от атмосферы - он стремился в нее заглубиться, но угла входа не хватило, чтобы заглубление продолжалось.
Подобный метод использовался астронавтами США при полетах на Луну. Их корабль при возвращении на Землю "протыкал" участок атмосферы, выходил из нее при более низкой скорости, некоторое время летел вне слоев атмосферы сильно тормозящих, потом дуга эллипса снова возвращала корабль в плотные слои атмосферы и он приводнялся. Такой способ приводнения через предварительное протыкание атмосферы трудно рассчитать с приемлемой точностью (влияют параметры атмосферы точно не известные для каждой точки орбиты), потому местом приводнения выбирался обширный океан в котором дежурили суда.
Пока корабль огибал Землю, точка приводнения постоянно уточнялась по траекторным измерениям и координаты передавались поисковым группам - суда и вертолеты спешили к точке приводнения на всех парах и успевали вовремя, чтобы заметить парашюты.
Заключительное замечание -
в статье имеется разночтение в длине трасс у разных авторов - и может так случиться, что мои выкладки точнее тех, которые приведены отдельными авторами.
