Дела ушедших дней и лет. Утром 15 февраля 2013 года в районе Челябинска пролетел и достиг земной поверхности очередной космический странник – достаточно крупный метеорит. Рассыпавшись на отдельные фрагменты, он упал в озеро Чебаркуль.
Пролетая по пологой траектории и небольшой высоте (для данного класса метеоритов), он оставил на небосклоне длинный и объемный дымящийся след.
В российских СМИ и форумах интернета подробно освещался и обсуждался полет и падение челябинского метеорита. Вычислялись скорость и высота полета.
По предварительным оценкам высвободившаяся энергия взрыва метеорита оценивалась в 40 атомных взрывов над Хиросимой в 1945 году. После детального анализа поступающей информации суждения о траектории и мощности взрыва претерпели существенные поправки и изменения. Учеными РАН оценка мощности взрыва была оценена в 20 Хиросим.
Метеорит диаметром около 17 метров и массой порядка 10 тыс. тонн вошел в атмосферу на скорости около 18 км в секунду, взорвался на высоте 15-25 км и вызвал падение многочисленных фрагментов на большой территории в Челябинской области. Взрывы и метеоритный дождь наблюдали сотни тысяч жителей пяти регионов РФ, а также жители севера Казахстана.
В октябре 2013 года удалось поднять наиболее крупный фрагмент упавшего метеорита весом 654 кг из озера Чебаркуль.
***
Выше приведена краткая обобщенная информация о Челябинском метеорите. Данное событие достаточно подробно освещено на форумах, в СМИ, отчетах и работах научных исследований зарубежных и российских ученых РАН (ГЕОХИМ, ИДГ, ИНАСАН). Речь пойдет несколько о другом, и приведенные данные лишь начало разумного диалога, на который приглашается мыслящий читатель.
Автору посчастливилось в 1960-х годах воочию наблюдать пролет небольшого метеорита с низкой траекторией подобной челябинскому. Этот полет произвел ошеломляюще сильное впечатление.
В ночном небе на горизонте появилась светящаяся красная точка. Сразу подумалось, что это летящий самолет. Но светящаяся точка, приближаясь, стала быстро увеличиваться в размерах.
Неожиданность, от которой, как говорится – глаза на лоб полезли. Из точки летящий объект превратился в светящийся шар и, приблизившись к месту наблюдения, растянулся в длинную светящуюся дугу параллельно горизонту.
Затем он гирляндой рассыпался на множество разлетающихся в разные стороны светящихся фрагментов и искр. При этом были слышны щелчки и трески похожие на электрические разряды. Никакого взрыва не было. Метеорит просто рассыпался на глазах.
В чем здесь «фишка»? Исследования осколков метеорита, проведенные уральскими учеными и Институтом геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН (ГЕОХИ) показали, что Челябинский метеорит относится к классу обыкновенных хондритов типа LL5, в составе которого были металлическое железо, оливин и сульфиды.
Но «обыкновенные хондриты» не взрываются! Об этом напоминалось отдельными специалистами на обсуждаемых форумах интернета. Тело метеорита не содержит в себе химических компонентов, приводящих к взрыву. Тем не менее, во всех официальных источниках и научных работах указывается на взрыв метеорита и оценивается его мощность порядка около 440 кт в тротиловом эквиваленте, в 20 раз превосходящую энергию взрыва атомной бомбы над Хиросимой.
Виртуальные модели «взрыва» от резкого аэродинамического торможения и высоких температур, вплоть до плазмы, не объясняют вполне объективно зафиксированных визуальных эффектов пролета челябинского метеорита.
Подобное неоднозначное определение физики полета метеорита дало повод для различных противоречивых суждений. От взрыва ракеты, НЛО и даже – «Нас спасли». То есть некий фантастический объект торпедировал метеорит и взорвал его, предотвратив катастрофу. (Сайт «Чудеса и приключения» 15.04.2013. Виталий Правдивцев. План «Перехват»: кто сбил метеорит над Уралом).
А что же было?
В 1970-е годы на нашем заводе при неудачной выплавке стали пришлось весь расплавленный металл вылить из печи на пол. Явление обычное. Как ведется все сталевары и остальной обслуживающий персонал покинули цех, пока не остынет разлитый и раскаленный металл.
В это время начался сильный ливень. В крыше цеха, над расплавленным металлом оказалась течь, и дождевая вода потоком полилась на раскаленный металл. Произошел сильный взрыв.
Хорошо, что никого из людей в этот момент не было в цеху. Настолько сильный, что все вокруг разнесло и покорежило металлоконструкции.
Ведомственная комиссия МЧМ из Москвы произвела анализ обстоятельств взрыва и пришла к такому выводу. При резком нагреве и высокой температуре вода разлагается на водород и чистый кислород. В сочетании с кислородом воздуха образуется гремучая смесь, которая при определенном их соотношении детонирует и самовзрывается.
Из теории горения известно, что водород, сожженный в кислороде, дает самое большое количество теплоты из всех известных газообразных горючих веществ на Земле. Температура горения составляет 3100С.
При атмосферном давлении скорость горения водорода в кислороде невысокая и может колебаться от нескольких метров секунду до 10м/сек. Скорость перемещения фронта реакции горения – 325м/сек. То есть фронт горения взрывоподобен. В условиях высокого давления горючей смеси пламя распространяется со сверхзвуковой скоростью от 2 до 5км/сек. Происходит мощная вспышка. (Студопедия. «Теория горения газовых смесей при взрыве. Горение смесей газов и паров с воздухом»).
Довольно понятно, что чисто математические расчеты построенной модели без опоры на объективно имеющиеся факты описываемого процесса не могут служить для достоверного описания полета космического пришельца. Поэтому представляется важным выделить и определить основные компоненты процесса, по которым будет выстраиваться научное описание или теория.
В случае челябинского метеорита при описании физики его полета и разрушения одним из неоспоримых и объективным фактором является вид оставленного дымного следа. Точнее его структура, по которой можно судить о возможных процессах, происходящих при его пролете в земной атмосфере.
На заснятых видео можно явно видеть, что было три вспышки, которые по своему виду имели одну и ту же природу происхождения. С последовательным уменьшением их размеров (см. фото в заставке статьи).
Что вполне логично отвергает версию о разовом взрыве и разрушении метеорита. Какие бы аналогии и научные расчеты не принимались в расчет. Анализ структуры дымного следа в зените однозначно показывает, что в данном случае доминирующее значение имеет газодинамический процесс при взаимодействии тела метеорита с земной атмосферой.
Как видно из второго фото в заголовке статьи дымные контуры второго «взрыва» аналогичны первому. Только меньших размеров. От третьего, в виду его малости не осталось видимых следов.
Если бы метеорит взорвался из-за каких либо внутренних причин (пусть и с наложением внешних), то явного повтора остатков дымного контура следа не наблюдалось бы. То есть мы имеем дело с внешними процессами, происходящими вокруг тела метеорита при его полете.
Из имеющейся информации можно построить наиболее вероятную модель полета челябинского метеорита и происходящих при этом процессов.
Событие произошло зимним утром, когда атмосферный воздух более влажный и насыщен кислородом. Метеорит имел низкую траекторию полета в плотных слоях атмосферного воздуха. Первичная вспышка произошла на высоте 15 – 20 км. То есть в тропопаузе. Перед этим метеорит прошел озоновый слой с наличием активного кислорода О3.
В интервале высот от 10 до 20 км среднегодовая температура атмосферного воздуха постоянна и находится в пределах минус 60°С. Постоянная внешняя температура на этом участке полета создает условия для образования устойчивых процессов горения и взрыва водородно-кислородной смеси. В этом же интервале высот атмосферное давление с уменьшением высоты резко возрастает. Почти в 5 раз. Метеорит на этом участке полета встречает лавинообразное сопротивление воздуха.
Вторгаясь в плотные слои атмосферы метеорит, помимо лобового сопротивления зажимается боковым уплотнением воздуха. Испарившиеся ледяные включения в его теле оказываются в воздушной «трубе» под высоким давлением.
Резкий нагрев приводит к расщеплению воды на водород и кислород. Но стенки воздушной «трубы» также содержат воду и кислород, причем высокой плотности. Резкий нагрев приводит к взрыву гремучей смеси, вспышке и большому выделению тепловой энергии. Что и было отмечено наблюдателями, когда на них пахнуло жаром от вспышки.
Если бы взрыв был от плазменного нагрева, то он бы имел ограниченный объем воздействия. Водород при взрыве вовлекает в реакцию горения и окружающее воздушное пространство, которое содержит кислород и воду. Поэтому и произошла такая большая объемная вспышка вокруг метеорита.
«Фишка» в том, что при горении водорода в кислороде образуется вода, которая при высокой температуре переходит в пар. Что и создало такой объемный дымный шлейф после пролета метеорита. Это обычный пар с включениями продуктов распада и абляции поверхности метеорита.
После первой вспышки, метеорит освобождается от ядра уплотнения, но снизившись, попадает в еще более плотные слои атмосферы. Газодинамический процесс повторяется. Происходит вторая вспышка, меньшая по размерам. Затем третья, но продуктов горения и распада стало гораздо меньше и шлейф от следа «растаял».
Что касается «взрывной волны», то здесь произошла некоторая путаница. Объект, самолет, летящий со сверхзвуковой скоростью, создает волну уплотнения в виде конуса и тянет её за собой. Подобное аэродинамическое явление достаточно хорошо изучено. Это так называемый конус Маха.
Ударная волна воздушного потока, тянущаяся за летящим метеоритом, достигнув наблюдателя, создает звук в виде хлопка. В зависимости от рельефа местности и наличия высоких строений волна может отражаться и создавать различные звуковые гармоники и резонировать.
Стекла могут вылетать и от низко летящего самолета со сверхзвуковой скоростью. Ничего здесь «атомного» нет. Отдельные слышимые хлопки после прилета основной ударной волны дополнительно доказывают, что взрыва метеорита не было.
Отделившиеся фрагменты в результате разрушения основного тела начинают своё самостоятельное движение в направлении общей траектории полета. Двигаясь со сверхзвуковой скоростью, они создают свои ударные волны в виде хлопков.
Когда выдвигаются фантастические версии – НЛО, «взрыв ракеты», «нас спасли» и прочее, то интересно обсуждать и спорить. Можно строить самые необычные предположения...
Если вполне объективно можно объяснить феномен, то интерес к нему пропадает – такова человеческая психология и логика….
***