Siiani pole teada ühtki kinnitust leidnud juhtumist inimeste tapmiseks meteoriidi poolt. Ja samal ajal on isegi väikesel taevakehal, mis on kahjuks tunginud Maa atmosfääri, tuumarelvadega võrreldav kolossaalne hävitav potentsiaal. Mõnikord, nagu hiljutised sündmused on näidanud, võivad taevast pärit külalised meid üllatusena tabada.
Tšeljabinski kohal lendanud ja nii palju müra tekitanud tulekera hämmastas kõiki sõna otseses mõttes ja piltlikult öeldes oma uskumatu hõõg- ja lööklainega, mis purustas klaasi, viis värava läbi ja rebis seintelt vastu paneele. Tagajärgedest on kirjutatud palju, selle nähtuse olemuse kohta on räägitud palju vähem. Et üksikasjalikumalt mõista protsesse, mis toimuvad väikeste taevakehadega, mis kohtusid planeedil Maa nende teel, pöördus "PM" Vene Teaduste Akadeemia geosfääride dünaamika instituuti, kus nad on juba pikka aega uurinud ja meteoroidide ehk Maa atmosfääri sisenevate taevakehade liikumise matemaatilist modelleerimist. Ja siin on see, mida meil õnnestus teada saada.
Löödud vööst välja
Kehad nagu Tšeljabinsk pärinevad peamisest asteroidivööst, mis asub Marsi ja Jupiteri orbiitide vahel. See ei asu Maale nii lähedal, kuid mõnikord raputatakse asteroidi vööd kataklüsmidega: kokkupõrgete tagajärjel lagunevad suuremad objektid väiksemateks ja osa prahist liigub Maa lähedal asuvate kosmiliste kehade kategooriasse - nüüd ületavad nende orbiidid meie planeedi orbiidi. Mõnikord visatakse taevakivid vööst välja suurte planeetide põhjustatud häirete tõttu. Nagu näitavad Tšeljabinski meteoriidi trajektoori andmed, esindas see niinimetatud Apollo rühma - väikeste taevakehade rühma, mis liiguvad Päikese ümber elliptilistel orbiitidel, mis ristuvad Maa orbiidil, ja nende perihelioon (see tähendab Päikesele lähimat kaugust) on väiksem kui Maa orbiidi periheel.
Kuna me räägime kõige sagedamini prahist, on need objektid ebakorrapärase kujuga. Enamik neist koosneb kivist, mida nimetatakse "chondrite". See nimi anti talle kondrolite tõttu - umbes 1 mm läbimõõduga (harvemini - rohkem) sfäärilised või elliptilised sisestused, mis on ümbritsetud prahi või peene kristallilise maatriksiga. Chondriite on erinevat tüüpi, kuid meteoroidide hulgas leidub ka raudaineid. Huvitav on see, et metallkehasid on vähem, mitte rohkem kui 5% koguarvust, kuid leitud meteoriitide ja nende prahi hulgas on kindlasti rauda. Põhjused on lihtsad: esiteks on chondrite visuaalselt raske eristada tavalistest maakividest ja neid on keeruline tuvastada, teiseks on raud tugevam ja raudmeteoriidil on rohkem võimalusi murda läbi atmosfääri tihedad kihid ega hajuda väikesteks fragmentideks.
Reklaamvideo:
Uskumatud kiirused
Meteoroidi saatus sõltub mitte ainult selle suurusest ja aine füüsikalis-keemilistest omadustest, vaid ka atmosfääri jõudmise kiirusest, mis võib varieeruda üsna laias vahemikus. Kuid igal juhul räägime ülikõrgetest kiirustest, mis ületavad märkimisväärselt isegi ülehelikiirusega lennukite, aga ka orbitaalsete kosmoselaevade liikumiskiirust. Keskmine atmosfääri sisenemise kiirus on 19 km / s, kuid kui meteoroid puutub Maaga kokku lähenevatel kursustel, võib kiirus ulatuda 50 km / s, see tähendab 180 000 km / h. Väikseim atmosfääri sisenemise kiirus on siis, kui Maa ja väike taevakeha liiguvad naabruses asuvatel orbiitidel üksteise kõrval, kuni meie planeet meelitab meteoroidi.
Mida kõrgem on taevakeha atmosfääri sisenemise kiirus, seda tugevam on selle koormus, seda kaugemale Maast hakkab see varisema ja seda suurem on tõenäosus, et see variseb ilma meie planeedi pinnale jõudmata. Namiibias, mida ümbritseb hoolikalt ehitatud väikese amfiteatri kujuga ümbris, asub tohutu metallplokk, 84% rauda, niklit ja koobaltit. See tükk kaalub 60 tonni, samal ajal kui see on suurim kosmilise aine tahke tükk, mida kunagi Maa peal leitud. Meteoriit langes Maale umbes 80 000 aastat tagasi, jätmata pärast kukkumist isegi kraatrit. Tõenäoliselt oli mõne asjaolude kokkulangevuse tõttu selle languse kiirus minimaalne, kuna metallist Sikhote-Alini meteoriit (1947,Primorsky territoorium) lagunes paljudeks tükkideks ja kukkudes lõi nii terve kraatrivälja kui ka Ussuri taigas kogutud väikeste prahtide tohutu levikuala.
Mis seal plahvatab?
Isegi enne, kui meteoriit maapinnale kukub, võib see olla väga-väga ohtlik, nagu näitas selgelt Tšeljabinski juhtum. Tohutu kiirusega atmosfääri purunev taevakeha tekitab lööklaine, milles õhk soojeneb temperatuurini üle 10 000 kraadi. Löögiga kuumutatud õhu kiirgus põhjustab meteoroidi aurustumist. Tänu nendele protsessidele on see ümbritsetud hõõguva ioniseeritud gaasi - plasmaga. Lööklaine taga moodustub kõrgrõhutsoon, mis testib meteoriidi esiosa tugevust. Külgedel on rõhk oluliselt madalam. Saadud rõhugradiendi tagajärjel hakkab meteoriit tõenäoliselt varisema. Kuidas see täpselt juhtub, sõltub antud meteoroidi konkreetsest suurusest, kujust ja konstruktsioonilistest iseärasustest: praod, süvendid, õõnsused. Oluline on veel üks asi - kui tulekera hävitatakse, suureneb selle ristlõikepindala, mis põhjustab koheselt energia eraldumist. Gaasi pindala, mida keha hõivab, suureneb, üha enam kineetilist energiat muundatakse soojuseks. Energia eraldumise kiire kasv piiratud ruumi piirkonnas lühikese aja jooksul pole midagi muud kui plahvatus. Just hävitamise hetkel suureneb auto hõõgus järsult (tekib ere välk). Ja lööklaine pindala ja vastavalt sellele löögisoojendatud õhu mass kasvab järsult.nagu plahvatus. Just hävitamise hetkel suureneb auto hõõgus järsult (tekib ere välk). Ja lööklaine pindala ja vastavalt sellele löögisoojendatud õhu mass kasvab järsult.nagu plahvatus. Just hävitamise hetkel suureneb auto hõõgus järsult (tekib ere välk). Ja lööklaine pindala ja vastavalt sellele löögisoojendatud õhu mass kasvab järsult.
Kui tava- või tuumarelv plahvatab, on lööklainel sfääriline kuju, kuid meteoriidi korral see muidugi pole. Kui väike taevakeha siseneb atmosfääri, moodustab see tavapäraselt koonilise lööklaine (meteoroid asub samal ajal koonuse otsas) - umbes sama, mis tekitatakse ülehelikiirusega lennuki nina ees.
Meteoriidi hävitamisest tekkinud lööklaine võib tuua palju rohkem probleeme kui suure prahi kukkumine. Fotol - auk Tšebarkuli järve jäässe, mille oli tõenäoliselt läbinud Tšeljabinski meteoriidi tükk.
Kuid erinevus on siin juba täheldatud: lennukite kuju on ju voolujooneline ja tihedatesse kihtidesse kukkunud autot ei pea üldse sujuvamaks muutma. Selle kuju ebakorrapärasused tekitavad täiendavat turbulentsi. Lennukõrguse vähenemise ja õhutiheduse suurenemisega suurenevad aerodünaamilised koormused. Ligikaudu 50 km kõrgusel on need võrreldavad enamiku kivimeteoroidide tugevusega ja tõenäoliselt hakkavad meteoroidid varisema. Iga eraldi hävitamisetapp kannab endas lisaenergiat, lööklaine toimub tugevalt moonutatud koonuse, purustuste kujul, mille tõttu meteoriidi läbimise ajal võib toimuda mitu järjestikust ülerõhu tõusu, mis on tunda maapinnal kui võimas klõpsatus. Tšeljabinski juhtumil oli vähemalt kolm sellist klappi.
Lööklaine mõju Maa pinnale sõltub keha lennutrajektoorist, massist ja keha kiirusest. Tšeljabinski meteoriit lendas mööda väga tasast trajektoori ja tema lööklaine puudutas ainult servas asuvaid linnapiirkondi. Enamik meteoriite (75%) siseneb atmosfääri mööda trajektoore, mis on kaldunud Maa pinnale rohkem kui 30 kraadi nurga all, ja siin sõltub kõik sellest, millisel kõrgusel ilmneb selle aeglustumise põhifaas, mis on tavaliselt seotud hävitamise ja energia eraldumise järsu suurenemisega. Kui see kõrgus on suur, jõuab lööklaine Maale nõrgenenud kujul. Kui hävitamine toimub madalamal kõrgusel, võib lööklaine "puhastada" tohutu ala, sarnaselt atmosfääri tuumaplahvatusega. Või nagu Tunguska meteoriidi mõjul.
Kuidas kivi aurustus
Veel 1950ndatel loodi meteoroidi atmosfääri kaudu lendamise ajal toimuvate protsesside simuleerimiseks originaalmudel, mis koosnes detonatsiooninöörist (simuleerib lennufaasi enne hävitamist) ja selle otsa kinnitatud laengust (simuleerides laienemist). Metsat esindavad vasktraadid kinnitati messingpinna mudeli alla vertikaalselt. Katsed on näidanud, et põhilaengu detoneerimise tulemusel andsid painutatud traadid metsa raiumisest väga realistliku pildi, mis sarnanes Podkamennaja Tunguska piirkonnas. Tunguska meteoriidi jälgi pole veel leitud ja populaarset hüpoteesi, et 1908. aastal Maaga kokku põrganud keha oli väikese komeedi jäätuum, ei peeta sugugi ainsaks usaldusväärseks. Kaasaegsed arvutused näitavad, et atmosfääri sisenev suurema massiga kehasee sukeldub sügavamale enne aeglustusetappi ja selle fragmendid puutuvad pikema aja jooksul kokku tugeva kiirgusega, mis suurendab nende aurustumise tõenäosust.
Tunguska meteoriit oleks võinud olla kivi, kuid suhteliselt madalal kõrgusel purunedes võis see tekitada väga väikeste prahtide pilve, mis aurustus kokkupuutel kuumade gaasidega. Maapinnale jõudis vaid lööklaine, mis põhjustas hävitamise enam kui 2000 km² suurusel alal, mis on võrreldav 10-20 Mt võimsusega termotuumalaengu toimimisega. See viitab nii dünaamilistele löökidele kui ka taiga tulekahjudele, mille põhjustab välk. Ainus tegur, mis sel juhul ei töötanud, erinevalt tuumaplahvatusest, on kiirgus. Lööklaine esiosa toimimine jättis iseenesest mälu "telegraafimetsa" kujul - kärud pidasid vastu, kuid iga haru oli tükeldatud.
Vaatamata asjaolule, et meteoriidid langevad Maa peale üsna sageli, pole väikeste taevakehade atmosfääri sisenemise instrumentaalsete vaatluste statistika endiselt piisav.
Esialgsete hinnangute kohaselt peetakse Tšeljabinski meteoriidi hävitamise ajal energia eraldumist võrdseks 300 kt TNT-ga, mis on umbes 20 korda rohkem kui Hiroshimale langenud uraani "Malysh" võimsus. Kui auto lennutrajektoor oleks vertikaalselt lähedal ja kukkumise koht langeks linnaarengule, on vältimatud kolossaalsed kaotused ja häving. Kui suur on kordumise oht ja kas meteoriidiohtu tuleks tõsiselt võtta?
Kasulik ettevaatusabinõu
Jah, mitte ükski meteoriit pole õnneks veel kedagi tapnud, kuid taevast tulenev oht pole nii väheoluline, et seda eirata. Tunguska tüüpi taevakehad kukuvad Maale umbes kord 1000 aasta jooksul, mis tähendab, et keskmiselt puhastavad nad igal aastal 2,5 km² territooriumi täielikult. Tšeljabinski tüüpi surnukeha kukkumist täheldati viimast korda 1963. aastal Lõuna-Aafrika saarte piirkonnas - ka siis oli energia vabanemine hävitamise ajal umbes 300 kt.
Praegu on astronoomilise kogukonna ülesandeks tuvastada ja jälgida kõiki taevakehasid, mis on suuremad kui 100 m orbiidil Maa lähedal. Kuid ka väiksemad meteoroidid võivad häda teha, mille täielik jälgimine pole veel võimalik: selleks on vaja spetsiaalseid ja arvukaid vaatlusinstrumente. Praeguseks on astronoomiliste instrumentide abil täheldatud vaid 20 meteoroidkeha sisenemist atmosfääri. On teada ainult üks juhtum, kui umbes ühe päeva jooksul ennustati suhteliselt suure meteoriidi (läbimõõt umbes 4 m) langust (see langes Sudaanis 2008. aasta oktoobris). Ja vahepeal pole isegi kosmilise kataklüsmi eest hoiatamine sugugi halb. Kui taevakeha ähvardab asulale kukkuda, saab asula evakueerida 24 tunni jooksul. Ja muidugi piisab päevast millestkiinimestele veel kord meelde tuletada: kui näete taevas eredat välku, peate varjama ja mitte kleepima oma nägu aknaklaasile.
Oleg Makarov
