О Челябинском метеорите

Челябинский метеорит мог привести к большой катастрофе, что предсказывали   испокон веков. По  всем предсказаниям,  катастрофу  ожидали к концу 2012 года.

По данным Института астрономии РАН, взрыв метеорита произошёл 15 февраля 2013, в 9-20 местного времени (Челябинск), на высоте 20 км, общая мощность взрыва составляла 200 - 500 ктн (1).

 По расcчетам НАСА, Челябинский метеорит имел размер около 17 метров и массу порядка 10 тыс. тонн, вошёл в атмосферу Земли со скоростью около 18 км/с. Судя по продолжительности полёта, вход в атмосферу произошёл под очень острым углом, почти по касательной. Спустя примерно 32.5 сек после входа в атмосферу небесное тело разрушилось.
Разрушение представляло собой целую серию событий, сопровождавшихся распространением ударных волн. Общее количество высвободившейся энергии, по оценкам НАСА, составило около 500 килотонн в тротиловом эквиваленте. По этим оценкам, - это самое большое из известных небесных тел, падавших на Землю со времени падения Тунгусского метеорита в 1908 году, и соответствует событию, происходящему в среднем раз в 100 лет. Из-за пологой траектории вхождения тела только сравнительно небольшая часть энергии взрывов достигла населённых пунктов, и разрушения носили характер средних разрушений, причинённых ударной волной.

Значительное число пострадавших, а их число - более тысячи человек, после яркой вспышки,  подошли к окнам. В Челябинске, ударной волной, было выбиты окна, и даже разрушены металлические и кирпичные конструкции.

В 8.20, метеорит видели в Актюбинской и Кустанайской области в Казахстане (местное время), где предположительно произошёл вход тела в атмосферу. Расстояние между Актобе и Челябинском составляет 743 км, а время разрушения метеорита составило по данным NASA 32.5 секунды (5), (6). Время прохождения метеорита в Челябинске составляет около 9.20 (местного времени).

Судя по карте, направление движения от Актюбинской области до Челябинска имеет направление по мередиану, с юга на север.

В тот же день, 15 февраля, в 23.00 по московскому времени, 40-метровый астероид прошел на расстоянии 27 тыс. км. от Земли.

Астероид 2012 DA14 обнаружили астрономы из обсерватории Ла-Сагра в Испании в прошлом году. Выяснилось, что тело движется вокруг Солнца почти по той же орбите, что и Земля, и почти с тем же периодом обращения вокруг Солнца - 365 дней (7).

 Скорость, масса и траектория метеорита - жизненно важные параметры для всего живого на Земле.  Чем более пологой является траектория метеорита, тем больше можно надеяться на то, что он сгорит в атмосфере. В оценки траектории входит сопротивление воздуха и сила притяжения. Сама же атмосфера представляет собой сильнейшую защиту от метеоритов. В поисках каких-то пород от Тунгусского метеорита направлялись экспедиции, которые не только осматривали место падения, но даже осушали небольшие болота - но так ничего и не нашли. Приращение радиальной скорости можно оценить как  интеграл [g -F/m]dt (где g - ускорение падения, t- время, внутренний параметр r - расстояние, F- радиальная составляющая силы трения, м - масса). При движении метеорита по касательной траектории, изменение радиальной скорости вследствие притяжения становится важным, а при радиальной траектории, учётом притяжения можно пренебречь тем точнее, чем больше скорость метеорита. Медленно летящие метеориты и астероиды представляют собой особую опасность в связи с тем, что за время падения успевают набрать скорость за счёт притяжения, и могут проходить через атмосферу без своего разрушения.

Движение большого метеорита в воздухе, летящего со скоростью десятки километров в секунду, сопровождается выделением энергии , по порядку равной энергии термоядерного взрыва. При радиальном движении может образовываться конус или цилиндр, при пологой траектории, на примере Челябинского метеорита, наблюдалось фрагментарное разрушение, движение головной части метеорита кумулятивным образом, когда расплавленная магма двигалась быстрее, чем основная масса метеорита.

Метеориты, летящие в радиальном направлении к Земле, намного опаснее тех, которые входят в атмосферу Земли по касательной траектории. В действительности, характер сопротивления атмосферы может моделироваться как взрыв, и как сдувание гигантской силой сопротивления горящей магмы - это делает атмосферу Земли существенной защитой от метеоритов, летящих со скоростями десятки километров в секунду.

 Если скорость метеорита, падающего по касательной траектории менее 8 км/сек, то такой метеорит упадёт на Землю, даже без учёта сопротивления воздуха, которое будет уменьшать скорость движения. На Землю может упасть и спутник, сходящий  с низко расположенной орбиты - такие спутники имеют конечный срок вращения вокруг Земли. Первая космическая скорость составляет около 7,9 км/сек (3).
 
 Скорость вращения Земли вокруг Солнца - около 30 км/ сек, а если скорость объекта при вхождении в атмосферу была около 18-20 км/ сек (1),  то из этих данных следует,  что такой объект с большой вероятностью принадлежал Солнечной системе, поскольку третья космическая скорость, - ( скорость, с которой должен двигаться объект для того, чтобы выйти за пределы Солнечной системы), составляет около 46.9 км / сек относительно Солнца и 16.6 км/сек относительно Земли в сторону вращения Земли вокруг Солнца.

Если скорость Челябинского метеорита составляла около 18 км/сек (данные НАСА, (4), (6)), то она превышала первую и вторую космическую скорость, и была достаточной для преодоления притяжения Земли (3). Вероятность того, что метеорит имел происхождение вне Солнечной системы полагает, что движение метеорита происходило не только по касательной к Земле, но и скорость имела близкое направление к скорости вращения Земли в месте столкновения,  cos A >= 17/18,
где А - угол между векторами скорости метеорита и Земли в месте столкновения (скорость метеорита = 18км/сек, 3 космическая скорость отн. Земли = 17 км/сек). Однако по данным (4), направление падения метеорита - в направлении мередиана, с юга на север, что делает версию происхождения метеорита вне Солнечной системы неправдоподобной.


Движение астероида и Челябинского метеорита наблюдалось с юга на север, что не исключает правдоподобность версий о связи между этими небесными телами, и позволяет иным образом оценить гипотезу, которая была известна, как конец летоисчисления Майя, когда последним годом считался год 2012  -й. Землю минула возможность чудовищной катастрофы, и можно   предполагать существование третьего тела, которое ударило астероид в направлении, близком к встречному направлению его движения, и раскололо астероид на части, после чего более медленно летящая часть в виде Челябинского метеорита, стала иметь большую скорость относительно Земли. За 14 часов, которые составляли разницу во времени прохождения быстрого и медленного астероидов, быстрый астероид мог пройти около 1 млн. километров (расстояние от Земли до Солнца - около 150 млн. км).
Гипотеза о раздельном существовании астероидов - Челябинского (17м)  и 2012 DA14 (40 м) также может быть принята на веру.
Объект 2012 DA12 имеет меньшую скорость относительно Земли,
что не делает его менее опасным.

Можно оценить чудовищную силу сопротивления воздуха для Челябинского метеорита, даже в в условиях разряжения, на высоте около 20 км.

Если считать, что половину массы метеорита при его сгорании в атмосфере надо остановить  силой сопротивления воздуха, а работу по остановке половины массы оценить как энергию взрыва, то можно получить оценки для этой массы, считая, что метеорит пролетел 740 км за 32 секунды, и что энергия взрыва была около 500 килотонн, -

энергия = 500 ктн , что соответствует около 2*10**15 дж

работа = f* s (s = 740 * 10**3 м )

a = 18 000 / 32 м/cек2 = 562 м/сек2

f* s = 2*10**15 дж

m= f/a = 2.7*10**9/ 562 = 4.8 * 10**6 кг

В результате такой оценки получается, что половина массы - около 4.8 тысяч тонн, вся масса метеорита - около 10 тысяч тонн. Самые простые оценки показывают, что ускорение метеорита составляло около 60 значений ускорения свободного падения.

(1) данные РАН
http://www.rbc.ru/rbcfreenews/20130218135437.shtml

(2) видео фрагментарного разрушения метеорита, - отдельные части метеорита двигались с разной скоростью, часть съёмки реальная, со спецэфектами, которые мог добавить опытный мастер из космического агентства,
http://pisez.com/node/

(3) космические скорости
http://ru.wikipedia.org/wiki/

(4) данные НАСА

(5) газета Диапазон - Актобе, Казахстан о метеорите

ыыыы meteorita-mogli-upast-v-aktyubinskoy-oblasti.html

(скопировать в браузер и убрать ыыыы и пробелы в двух местах)

(6) Википедия о Челябинском метеорите
http://ru.wikipedia.org/wiki/

(7) Об астероиде 2012 DA14
http://www.kp.ru/daily/26026/2945070/