Комментарии 59
С такой скоростью и таким диаметром он испарился до атомов, там нечего искать.
Развалился в атмосфере?
А еслиб эта штука в 0,45 м врезалась в землю, на скорости 210к в час. То на сколько сильным был бы удар?
Можно посчитать.
1 Джоуль == 2.1682236E-7 кг в тротиловом эквиваленте. 1 МДж = 0.21 кг тротила.
Скорость объекта 210000 / 3.6 = 58000 м/с
Энергия удара (примем массу метеорита равной 1т):
1000 * 58000*58000 / 1000 /1000 = 3364000 МДж
Энергия в тротиловом эквиваленте:
3364000 * 0.21 = 706440 кг = 700т = 0.7 ктонн
Для справки, мощность атомного взрыва над Хиросимой равна примерно 15 ктонн,
Таким образом. мощность взрыва от такого метеорита примерно в 20 раз меньше мощности взрыва бомбы над Хиросимой.
Упрловиньте энергию и килотонны. Диаметр полметра, а масса- одна тонна, это что-то среднее по плотности между свинцом и ураном. Если взять силикаты с ро=2.7+-, то надо еще энергию снизить разика в три. Если лед- то не в три, а в 8. Остается где-то 0.1-0.3 кт.
Согласен, массу можно бы и уменьшить. Особенно насчет энергии я протупил :) Забыл что E=mv^2 / 2
В оправдание скажу, что в таких оценочных расчетах ошибка в 2 раза вполне допустима. Главное чтобы сохранить точность в пределах порядка, т.е. ошибиться не более чем в 10 раз :)
в физмат-школе меня так и учили, но при этом уточняли, что ошибку в 10 раз допустимо набирать на грубых оценках констант, но расчеты с этими константами надо вести аккуратно.
Где-то попадался материал, в котором качественной прикидкой считалось значение, которое всего на 10-15% ошибочно. В такой диапазон пропадать сложно, но зато интересно к этому стремиться :)
И это вы ещё всю энергию на взрыв списали. А оно сначала должно нагреться и закипеть, перед тем как взорваться. До этого момента примерно половина энергии уносится набегающим потоком воздуха (по сути это обычное трение, обе трущихся части нагреваются поровну).
58 километров в секунду. Успеет ли оно сильно нагреться и закипеть перед тем, как встретится с поверхностью?
Зависит от угла входа, конечно. Учитывая, что скорость Земли (по орбите) порядка 30 км/с, для отвесного входа нужно прям очень точное попадание "в лоб" либо "в зад".
КМК угол входа не сильно влияет на толщину атмосферы. Если представить проекцию Земли на плоскость, как круг диаметром 12000 км, а вокруг - атмосфера диаметром 12400 км, то толщина атмосферы в любом направлении более-менее одинаковая. Чем ближе к краю проекции, тем толще, но и вероятность попасть точно в край невелика.
случайный луч пересекает шар. каково матожидание угла между лучом и касательной плоскостью к шару в точке пересечения? собственно, вероятность попадания в любую точку шара совершенно одинаковая- избранных точек на поверхности шара нет, да и телесный угол, из которого прилетает тело- тоже совершенно произвольный- избранных точек на небесной сфере тоже нет. А значит, вероятность прилета под углом alfa к поверхности равна площади круга, заметаемого лучом с углом alfa и шириной угла dakfa. dS= cos(Pi/2-alfa)*sin(Pi/2-alfa)^2*dalfa /(4Pi/2) = sin(alfa)*cos(alfa)^2*dalfa /(4Pi/2), У этой функции максимум в районе 36 градусов, и при alfa = ~0.61, cos(alfa) ~= 0.82, 1/cos(alfa) ~= 1.22. то есть, в среднем такой метеорит должен преодолевать примерно на 22% большую толщину слоя воздуха, чем толщина нашей родной атмосферы. То есть, не 200 км, а 250 км воздуха должен будет он преодолеть. Площадь этого метеорита- порядка 0,2м2. 2.4*10^5*0.2 = 0.5*10^4 м3 воздуха он должен будет растолкать в стороны. масса этого воздуха грубо оценю как 0.5*10^4*1,29/e кг = 0,24*10^4кг. то есть, примерно в 2.5 раза больше, чем масса такого же ледового метеорита или примерно такая же, как масса такого силикатного метеорита. значит, грубо оценим, что метеорит разгоняет этот воздух до собственной скорости, и по закону сохранения импульса получаем, что примерно половину скорости (и три четверти энергии) он потратит в среднем на преодоление атмосферы. минимум он потратит половину энергии (0,75/1.2^2=0.52), максимум- если будет лететь строго по касательной, преодолевая 1600 км воздуха- масса столба будет почти в 7 раз больше, потеряет в 7 раз больше скорости и в 50 раз больше энергии, то есть, до земли при входе по касательной дойдет только 1%.
Впечатляет ;) Только энергия всё равно никуда не денется. Ударная волна не сильно лучше землетрясения.
средний угол входа, напоминаю, примерно 60 градусов к горизонту. на таком угле примерно четверть энергии ударной волны вылетает за пределы атмосферы. а так как в атмосферу закачивается примерно три четверти энергии ударного тела, то теряется в сумме почти 20% энергетики. не сильно много, но все же! на более пологих траекториях теряться будет еще больше, на касательной- в самом метеорите остается только 1%, в УВ переходит 99, из них половина- вылетает в космос, то есть, ослабление в 2 раза по энергетике.
Это вы ещё не учитываете, что каменюка - не луч и летит не по прямой, а по баллистике. Понятно, что у абстрактной каменюки аэродинамическое качество заведомо меньше единицы, но на таких скоростях оно у объекта любой формы в лучшем случае не сильно выше единицы:)
Тем не менее, даже если взять скажем 0,2, это очень сильно увеличивает длину траектории. Фактически, до снижения скорости до 40 км/с объект с а.к. = 0,2 вообще не может упасть, он будет рикошетить от атмосферы как камешек от воды.
сдается мне, что при 40км/с баллистикой можно пренебречь, так как время прохождения атмосферы даже в плохом случае у него всего-то порядка 1 минуты, а в хорошем- ~10 секунд даже с учетом торможения. за это время гравитационное поле Земли слабо изменяет его траекторию- 10м/с2*60с = 600м/с, то есть, на 1.5% изменится скорость- баллистика влияет крайне незначительно. С рикошетом об атмосферу тоже не согласен- рикошет от воды бывает потому, что снизу вода плотная, и сильно давит на камешек, а сверху- воздух мягкий, и давит слабо, это создает вектор силы, перпендикулярный вектору скорости, и изменяет направление движения. А у нас- воздух везде, он довольно однородный и перепадом плотностей воздуха на расстоянии 1м (диаметр метеорита) можно пренебречь, потому никаких боковых отталкивающих сил, действующих на метеорит, я не ожидаю, а ожидаю исключительно тормозящей силы, коллинеарной вектору скорости. откуда взяться рикошету?
Метеор сжимает воздух в направлении движения — вот и разница в плотности.
так это градиент плотности (и давление) в направлении, коллинеарном вектору скорости! он может вызывать торможение (изменение модуля) но не может вызывать отклонения (изменение направления вектора). поэтому я и не понимаю- откуда возьмется рикошет, рикошет-то это в чистом виде отклонение! или вы думаете, что метеорит сожмет воздух перед собой, а потом этот сжатый воздух его откинет назад, как резиновая стенка? нее, так тоже не будет, ибо сжатие воздуха- это диссипативный процесс, оно тем слабее, чем медленнее летит метеор, и если он по какой-то причине остановится- то сжатие воздуха исчезнет и не будет никакой причины разгоняться в обратном направлении.
Так он движется относительно Земли не только вперед, но и вниз. Посмотрите на циклограммы Space Shuttle, как они входили в атмосферу: несколько нырков перед финальным входом.
Конечно, для произвольного булыгана с высокой плотностью и аэродинамикой кирпича этими эффектами можно пренебречь, но это не значит, что их не будет в принципе.
Вы не совсем правильно списываете нагревание на трение. Входящие в атмосферу объекты всё же главным образом не из-за трения нагреваются. Но это на самом деле уже детали.
А из-за чего? Не, я понимаю про "поршень", сжимающий воздух перед падающим телом, но он имеет существенное значение только для ламинарного режима обтекания, т.е. для метеоритов примерно никогда.
а какой режим обтекания метеорита? до него ударная волна, после ударной волны скачок плотности и поток газа вокруг метеорита в этом скачке плотности- дозвуковой и почти ламинарный. за метеоритом- да, турбулентный, но на передней поверхности- ламинарный. А вот нагрев действительно, не от трения, а от того, что резко сжатый УВ газ помимо скачка плотности поимел еще и скачок температуры и нагрелся примерно на разность скорости молекул газа до скачка (~330 м/с) до скорости после скачка (примерно скорость метеорита- в нашем случае в начале- грубо 58000м/с). а 58000 м/с это порядка 10 миллионов Кельвинов. такой газ светится ярко и жарко во все стороны, а на поверхности- без всякого трения греет лучше, чем газоплазменный резак.
Аэродинамический нагрев же.
И я не очень понимаю причём тут режим обтекания (на таких-то скоростях).
Вот именно, что на таких скоростях. И, что важно, в газе очень низкой плотности (т.е. высоты в сотни км).
Под трением я понимаю непосредственное взаимодействие молекул трущихся тел, в данном случае камня и воздуха. Под "поршнем" - сжатие воздуха перед камнем при помощи других молекул воздуха из-за уплотнения воздуха перед объектом.
Ну вот поезд в тоннеле метро выталкивает воздух перед собой волной давления, самостоятельно не касаясь большинства выпихнутых молекул. Здесь можно взять формулы из статистической аэродинамики и посчитать работу по сжатию и выталкиванию. Даже Навье-Стокс особо не нужен.
Но в таком дальнем гиперзвуковом режиме, как у нас, "поршня" практически вообще нет, все молекулы воздуха непосредственно налетают на молекулы камня, ну, точнее, наоборот. Теоретически здесь всё ещё можно взять Навье-Стокса, только придётся вводить поправки на ионизацию и прочие граничные эффекты от прямого столкновения молекул газа и камня, потери на ионизацию, лучистый теплоперенос и т.д. Ну и, так, пальцем в небо, эти поправки будут на пару порядков больше, чем вклад собственно обычной аэродинамики.
принципиальная разница с поездном- это дозвуковая скорость движения и сверхзвуковая. Метеорит не поезд, он создает ударную волну перед собой, и в этой ударной волне резко сжимает газ, и так же резко нагревает его. В дальнем гиперзвуковом режиме у нас как раз на поршень-то мало что налетает! Он толкает перед собой очень толстую и очень сильно сжатую и сильно нагретую подушку плотного газа, которая активно защищает его от "налетающих молекул газа", ибо она сильно сжатая- в ней свободный пробег молекул очень маленький (а пробег зависит только от плотности, от температуры и других параметров не зависит).
С учетом того, что "трение" об воздух будет представлять собой резкое сжатие воздуха перед метеоритом, можно допустить, что почти вся энергия метеорита пойдет на создание ударной волны или на излучение. Просто источник ударной волны может растянуться на несколько километров и это конечно же снизит поражающий фактор. Однако энергия взрыва, а вопрос был именно про энергию от этого не изменится.
Просто источник ударной волны может растянуться на несколько километров и это конечно же снизит поражающий фактор
спорный вопрос- скорее наоборот, такой источник ударной волны сам по себе есть нехилый поражающий фактор и лупанет он этой УВ по поверхности земли ничуть не хуже, чем сам метеорит- только что по чуть-чуть большей площади, но при таких энергиях это может и не принципиальным оказаться.
Если говорить об отрицательном эффекте для людей, то тут еще нужно будет учесть множество тонкостей. Возьмем для примера обычную пулю. Если вся энергия пули будет сосредоточена на небольшой площади, то она легко пробьет поверхностные ткани и может повредить жизненно важные органы. Если ту же самую энергию пули распределить по площади 1 дм2, то мы получим в худшем случае синяк на теле.
Теперь перейдем к масштабам покрупнее. Если "размазать" атомный взрыв вдоль линии, мы увеличим площадь поражения, но уменьшим его интенсивность. Если это будет "кузькина мать" мощностью 50 Мт, то число жертв увеличится однозначно. Если же размазать 0.0007 Мт (это наш метеорит), то мы увеличим количество выбитых окон, и возможно число легких ранений, но количество жертв будет меньше.
Я лично склонен оценивать поражающий фактор по жертвам и тяжелым ранениям. С этой точки зрения размазывание относительно легкого взрыва, на мой взгляд, уменьшает поражающий фактор.
ЗЫ: Я не учел такие факторы как высота взрыва, и возможное размещение людей в укрытиях. Это все можно обсудить, просто не хотелось перегружать рассуждения.
Считать надо зоны поражения. Вот у атомной бомбы размер зоны поражения обратно пропорционален кубу мощности. Контрпример к Вашей пуле: увеличив мощность бомбы в 8 раз увеличим площадь поражения всего в 4, а размазав такую мощную бомбу на 8 слабеньких- увеличим площадь поражения в 8 раз, то есть, для атомных бомб размазывание мощности увеличивает площадь зоны поражения.
0.7 ктонн
Пару лет назад в Бейруте в результате взрыва селитры выделилась примерно такая энергия (а может даже больше). Образовался кратер диаметром под сотню метров.
Замечание по методике расчетов: E=m*v*v/2 , т.е. кинетическая энергия вдвое меньше (при указанных исходных данных).
Да и исходные данные немного другие:
скорость столкновения этого метеорита с Землей составляла около 44.8 км/с (58 км/с — это относительно Солнца, грубо так говоря)
массу метеорита специалисты оценили в полтонны (0.46 т).
Так что энергетика почти на порядок меньше получается (в оригинальной статье указано ~4.6E18 эрг = 4,6Е11 Дж = 460 000 MДж).
Если принять плотность тела равной плотности льда, то выходит 18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Это примерно между Толстяком и Малышом сброшенных на Японию
Это многое объясняет.
Меня сильно сбивает с понталыку указание скорости космического тела в км/ч.
Кстати, да - 58 км/сек выглядит как-то не впечатляюще.
Меня сильно сбивает с понталыку указание скорости космического тела в км/ч.
В оригинале км/с:
We infer that the meteor had an asymptotic speed of v∞∼42.1±5.5 km/s outside of the solar system. Its origin is approximately towards R.A. 49.4±4.1∘ and declination 11.2±1.8∘, implying that its initial velocity vector was 58±6 km/s away from the velocity of the Local Standard of Rest (LSR).
Не иначе разведывательный дроид империи.
Это подтверждение делает метеорит 2014 года первым межзвездным объектом, пролетавшим через Солнечную систему.
Конечно, не делает. Первым наблюдаемым межзвездным объектом в нашей системе - да.
А чего они 8 лет назад молчали? /s
Прикинем сколько таких камней может быть. В интернете кто-то написал 17000 метеоритов падает на Землю ежегодно, за столетие выпадет 1.7М камней. Один метеор внесолнечный. Значит надо проверить несколько миллионов камней.
Вероятно тупой вопрос, но всё же спрошу.
Вы имеете в виду, что все элементы тяжелее железа попали сюда после формирования планет? Или они все же могли тут быть на момент формирования диска или даже самого Солнца?
@Hladне совсем прав. Солнце является звездой третьего поколения (популяции), т.е. оно сформировалось из останков звёзд второго поколения (а то в свою очередь — первого). Т.е. какая-то масса элементов уже была в газопылевом облаке, из которого формировалось Солнце и планеты, какая-то (но, насколько я понимаю, очень небольшая) могла быть занесена из окрестностей нашей звёздной системы, т.е. от других звёзд.
На сколько я знаю, в день на землю падают миллионы разных космических объектов. И чтобы понять откуда он здесь взялся, нужно по хорошему провести его химический анализ. Я более чем уверен, что он далеко не первый, и даже не в числах первого миллиарда. Просто из-за скорости, астрономы обратили на него внимание.
А ещё, очень интересно, почему данные о нём были засекречены.
Вроде бы не инопланетяне прилетели. А просто камень, который к тому же сгорел в атмосфере, хоть и на очень большой скорости.
(Или нет?)
Именно скорость, превышающая третью космическую, говорит о том, что это тело пришло извне Солнечной системы. Для меньшей - может быть и так, и эдак.
Именно скорость, превышающая третью космическую, говорит о том, что это тело пришло извне Солнечной системы.
Но при этом в статье сказано, что этот астероид был вторым по скорости из измеренных:
The fastest meteor in the CNEOS catalog obtains its high speed from a head-on orbit relative to the Earth and its extrapolated orbit is found to be bound to the Sun. The meteor we focus on is the second fastest.
то, что он такой маленький - случайность. Высокая скорость - не случайность, это можно чуть ли не критерием отбора сделать. Редкость - пока закономерность (пока в плотный поток не попали). Юпитер от быстрых слабо защитит.
А какой шанс образования потока?
Я не могу представить механизм при котором солнечная система будет извергать из себя поток камней.
Единичный камешек, которому повезло пройти серию гравитационных маневров — да.
Взрыв сверхновой который выбросил веером метеоритный пояс… Ну тут не уверен.
А поток камней в одну сторону — вообще не представляю. Разве что инопланетяне специально запульнули.
Тот случай, когда комментарии интереснее новости.
По рассекреченным данным, 8 лет назад в небе над Землей появился первый объект из другой звездной системы