Физические эффекты Липецкого метеороида. 1
| 1Черногор, ЛФ 1Харьковский национальный университет имени В.Н.Каразина, Харьков, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(4):37-59 |
| Start Page: Динамика и физика тел Солнечной системы |
| Язык: русский |
Аннотация: Целью настоящей работы является оценка ряда физических эффектов, сопутствовавших падению и взрыву метеороида вблизи г. Липецк (Россия) 21 июня 2018 г. Начальная кинетическая энергия метеороида была близка к 11.7 ТДж или 2.8 кт ТНТ. В энергию световой вспышки трансформировалось около 10.4 % или 1.22 ТДж начальной кинетической энергии космического тела. Метеороид оказался каменным, точнее хондритом, с плотностью вещества около 3.3 т/м3. Космическое тело двигалось под углом к горизонту около 79°. Начальная масса тела была около 113 т, начальная скорость — 14.4 км/с, а начальный диаметр тела — 4 м. Высота взрыва Липецкого тела была близка к 27 км, а длина области взрыва — около 3.75 км. Проведено комплексное моделирование процессов во всех геосферах, вызванных падением метеороида. Оценены механические, оптические и газодинамические эффекты, сопровождавшие падение Липецкого метеороида. Показано, что основное энерговыделение (около 1013 Дж) имело место вблизи высоты 25...27 км, где скорость потерь массы достигала примерно 130…140 т/с, а торможение — около 21 км/с2. Вблизи высоты взрыва скорость метеороида уменьшилась примерно на 12 %, масса — на 16 %. Оценены основные параметры ударной волны. Энергия и мощность взрывной ударной волны были близки к 10 ТДж и 0.8 ТВт соответственно. Вблизи эпицентра взрыва метеороида давление во фронте ударной волны составляло около 140 Па. Этого оказалось недостаточно для того, чтобы вызвать разрушения элементов конструкций сооружений. Энергия и мощность световой вспышки составили около 1.22 ТДж и 2…3 ТВт соответственно. Энергия вспышки на 5-6 порядков была меньше энергии, при которой возникает воспламенение веществ и пожары в области эпицентра. Относительные возмущения давления воздуха на ионосферных высотах над эпицентром взры¬ва достигали десятков и даже сотен процентов. |
| Ключевые слова: газодинамические эффекты, комплексное моделирование, метеороид, механические эффекты, оптические эффекты |
References:
1. Alpatov V. V., Burov V. N., Vagin J. P., Galkin K. A., Givishvili G. V., Gluhov J. V., Davidenko D. V., Zubachev D. S., Ivanov V. N., Karhov A. N., Kolomin M. V., Korshunov V. A., Lapshin V. B., Leshenko L. N., Lysenko D. A., Minligareev V. T., Morozova M. A., Perminova E. S., Portnyagin J. I., Rusakov J. S., Stal N. L., Syroeshkin A. V., Tertyshnikov A. V., Tulinov G. F., Chichaeva M. A., Chudnovsky V. S., Shtyrkov A. Y. (2013) Geophysical conditions at the explosion of the Chelyabinsk (Chebarkulsky) meteoroid in February 15, 2013. M.: FGBU "IPG" Publ. (in Russian).
2. Asteroid-Comet Hazards: Yesterday, Today, and Tomorrow. (2010). — Shustov B. M., Ryhlova L. V. (Eds). — M.: Fizmatlit Publ., 384 p. (in Russian).
3. Solar System Research. (2013) 47 (4). (Thematical issue).
4. Bronshten V. A. (1983) Physics of Meteor Phenomena. Springer. 416 p.
5. Bronsten V. A. (1993) The entry of the large meteoroids into the atmosphere. Astronomicheskij vestnik. 27 (1). P. 102—121 (in Russian).
6. Bronsten V. A. (1993) About physical mechanism of the large meteor bodies quasicontinuous fragmentation. Astronomicheskij vestnik. 27 (3). P. 65—74 (in Russian).
7. Bronsten V. A. (1994) The theory Grigoryan using to the case of the giant meteoroids fragmentation. Astronomicheskij vestnik. 28 (2). P. 118—124 (in Russian).
8. Bronsten V. A. (1995) Large meteor bodies fragmentation and destruction into the atmosphere. Astronomicheskij vestnik. 29 (5). P. 450—459 (in Russian).
9. Gossard E. E., Hooke Y. X. (1975) Waves in the Atmosphere: Atmospheric Infrasound and Gravity Waves, Their Generation and Propagation (Developments in Atmospheric Science). Elsevier Scientific Pub. Co., 472 p.
10. Grigoryan S. S. (1980) Motion and Destruction of Meteorites in Planetary Atmospheres. Cosmic Research. 17 (6). P. 724—740.
11. Gritsevich M. I., Stulov V. P., Turchak L. I. (2009) Classification of the Consequences for Collisions of Cosmic Bodies with the Earth. Doklady Physics. 54 (11). P. 499—503.
12. Dinamicheskije processy v geospherah. Vypusk 5. Geophysical effects of the Chelyabinsk meteoroid fall: Proceedings IDG RAN. Thematical issue. (2014). M.: GEOS. 160 p. (in Russian).
13. Emelyanenko V. V., Popova O. P., Chugaj N. N., Sheljakov M. A., Pahomov Ju. V., Shustov B. M., Shuvalov V. V., Birjukov E. E., Rybnov Ju. S., Marov M. Ja., Ryhlova L. V., Naroenkov S. A., Kartashova A. P., Harlamov V. A., Trubeckaja I. A. (2013) Аstronomical and physical aspects of the Chelyabinsk event. (February 15, 2013). Solar System Research. 47 (4), 240—254 (2013).
14. Adushkin V. V., Nemchinov I. V. (eds). (2005) Catastrophic Impacts of Cosmic Bodies. M.: ECC Akademkniga Publ. 310 p. (in Russian).
15. Kruchinenko V. G. (2012) Mathematical and physical analysis of the meteor phenomenon, 294 p. Kyiv. (in Ukrainian).
16. The Chelyabinsk Meteorite — one year on the Earth: Proceedings of All-Russian Scientific Conference. (2014). (Eds Antipin N. A., Dudorov A. E., Zamozdra S. N., Kolisnichenko S. V., Kocherov A. V., Shajgorodskij E. A.). — Chelyabinsk: Kamennyi poyas Publ., 694 p. (in Russian).
17. Stulov V. P., Mirskii V. N., Vislyi A. I. (1995) Aerodynamics of Bolides. M.: Nauka Publ., 240 p. (in Russian).
18. Chelyabinsk superbolide. (2016). — Gor’kavyi N. N., Dudorov A. E. (Eds). 223 p. Chelyabinsk: Chelyabinskiy Gosud. Univ. (in Russian).
19. Chernogor L. F. (2014) Main effects of Chelyabinsk meteorite falling: physics and mathematics calculation results. Meteorit Cheljabinsk — god na Zemle: materialy Vserossijskoj nauchnoj konferencii. (Eds N. A. Antipin et al.) 229—264. Chelyabinsk, (in Russian).
20. Chernogor L. F. (2013) Plasma, electromagnetic and acoustic effects of meteorite «Chelyabinsk». Engineering Physics. 8. P. 23—40 (in Russian).
21. Chernogor L. F. (2012) Physics and Ecology of Disasters. Kharkiv: V. N. Karazin Kharkiv National Univ. Publ., 556 p. (in Russian).
22. Chernogor L. F. (2013) Physical effects of the Chelyabinsk meteorite passage. Dopovіdі Natsіonalnoi akademіi nauk Ukrainy. 10. P. 497—104 (in Russian).
23. Chernogor L. F. (2018) The physical effects of Romanian meteoroid. 1. Space Science and Technology. 24 (1), P. 449—70 (in Russian).
24. Chernogor L. F. (2018) The physical effects of Romanian meteoroid. 2. Space Science and Technology. 24 (2), P. 418—35 (in Russian).
25. Shuvalov V. V., Artem’jeva N. A., Popova A. P. (2014) The shock wave parameters estimation caused the Chelyabinsk meteoroid fall. Dinamicheskije processy v geospherah. Vypusk 5. Geophysicheskije effekty padenija Chelyabinskogo meteoroida: sbornik nauchnyh trudov IDG RAN. Special’nyj vypusk. M.: GEOS. P. 48—59. (in Russian).
26. Brown P., Spalding R. E., ReVelle D. O., Tagliaferri E. (2002) The flux of small near-Earth objects colliding with the Earth. Nature. 420. P. 294—296.
27. Catastrophic events caused by cosmic objects (2008). — Adushkin V., Nemchinov I. (Eds). — Netherlands: Springer. XI + 357 p. doi: 10.1007/978-1-4020-6452-4.
28. Center for Near Earth object studies. (2019). URL: https://cneos.jpl.nasa.gov/ (Last access: 01.03.2019)
29. Chernogor L. F., Rozumenko V. T. (2013) The physical effects associated with Chelyabinsk meteorite’s passage. Probl. Atomic Sci. and Technol. 86. № 4. P. 136 — 139.
30. Hazards due to comets and asteroids. (1994). — Gehrels T. (Ed.). — Tucson; London: Univ. Arizona Press. 1994. 1300 p.
31. Glasstone S., Dolan P. J. (1977) Effects of nuclear weapons. Washington, DC (USA): Department of Defense, Department of Energy. 653 p.
32. Grigoryan S. S. (2013) Physical mechanism of Chelyabinsk superbolide explosion. Solar Syst. Res. 47, № 4. P. 268—274.
33. Hills J. G., Goda M. P. (1993) The fragmentation of small asteroids in the atmosphere. Astron. J. 105. № 3. P. 1114—1144.
34. Infrasound monitoring for atmospheric studies. — Le Pichon A., Blanc E., Hauchecorne A. (Eds) — Dordrecht, Heidelberg, London, New York: Springer. 2010. 734 p.
35. Popova O. P., Jenniskens P., Emelyanenko V., et al. (2013) Chelyabinsk airburst, damage assessment, meteorite recovery, and characterization. Science. 342. P. 1069— 1073.
36. Popova O. P., Jenniskens P., Emelyanenko V., et al. (2013) Supplementary material for Chelyabinsk airburst, damage assessment, meteorite, and characterization. Science. 145 p.