Фізичні ефекти Липецького метеороїда. 1
| 1Чорногор, ЛФ 1Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна, Харків, Україна |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(4):37-59 |
| Start Page: Динаміка і фізика тіл Сонячної системи |
| Мова: російська |
Анотація: Метою роботи є оцінка ряду фізичних ефектів, що супроводжували падіння та вибух метеороїда поблизу м. Липецьк (Росія) 21 червня 2018 р. Початкова кінетична енергія метеороїда була близькою до 11.7 ТДж, або 2.8 кт ТНТ. У енергію світлового спалаху трансформувалося близько 10.4 %, або 1.22 ТДж початкової кінетичної енергії космічного тіла. Метеороїд виявився кам’яним, точніше хондритом, з густиною речовини близько 3.3 т/м3. Космічне тіло рухалося під кутом до горизонту близько 79°. Початкова маса тіла була близькою до 113 т, початкова швидкість — 14.4 км/с, а початковий діаметр тіла — 4 м. Висота вибуху Липецького тіла була близькою до 27 км, а довжина області вибуху — приблизно 3.75 км. Проведено комплексне моделювання процесів у всій геосфері, викликаних падінням метеороїда. Оцінено механічні, оптичні та газодинамічні ефекти, що супроводжували падіння Липецького метеороїда. Показано, що основне енерговиділення (приблизно 1013 Дж) мало місце поблизу висоти 25...27 км, де швидкість втрат маси сягала приблизно 130...140 т/с, а гальмування — 21 км/с2. Поблизу висоти вибуху швидкість метеороїда зменшилася приблизно на 12 %, маса — на 16 %. Оцінено основні параметри ударної хвилі. Енергія та потужність вибухової ударної хвилі була близькою до 10 ТДж і 0.8 ТВт відповідно. Поблизу епіцентру вибуху метеороїда тиск у фронті ударної хвилі становив приблизно 140 Па. Цього виявилося недостатньо для того, щоб викликати руйнування елементів конструкцій споруд. Енергія та потужність світлового спалаху становили близько 1.22 ТДж і 2...3 ТВт відповідно. Енергія спалаху на 5-6 порядків була меншою за енергію, при якій виникає займання речовин і пожежі у ділянці епіцентру. Відносні збурення тиску повітря на іоносферних висотах над епіцентром вибуху досягали десятків чи навіть сотень відсотків. |
| Ключові слова: газодинамічні ефекти, комплексне моделювання, метеороїд, механічні ефекти, оптичні ефекти |
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.