Naukowcy z Instytutu Dynamiki Geosfer (IDG) Rosyjskiej Akademii Nauk stworzyli model opisujący konsekwencje upadku dużych ciał kosmicznych na głębokość ponad 30 metrów w głąb Ziemi. Naukowcy porównali swoje obliczenia z danymi z obserwacji upadku ciała kosmicznego Czelabińska w lutym 2013 roku. Wyniki prac przeprowadzonych przy wsparciu Rosyjskiej Fundacji Nauki (RSF) zostały opublikowane w czasopiśmie Planetary and Space Science.
Duże ciała kosmiczne, których masa wynosi dziesiątki tysięcy ton, rzadko spadają na naszą planetę. Najbardziej znanym przypadkiem tego typu ostatnich dziesięcioleci był upadek meteorytu z Czelabińska 15 lutego 2013 roku. Naukowcy szacują początkową wielkość ciała, które dostało się do atmosfery na 17 metrów, a jego masę na 10 000 ton. Uwolniona moc wynosiła kilkaset kiloton ekwiwalentu TNT, czyli 20 razy więcej niż bomba zrzucona na Hiroszimę. Nie było żadnych śmiertelnych konsekwencji, ponieważ eksplozja nastąpiła na dużej wysokości, a jej energia została rozproszona na dużym obszarze.
Pracownicy IDG RAS przeanalizowali dane obserwacyjne katastrof naturalnych i spowodowanych przez człowieka oraz opracowali zestaw modeli numerycznych, za pomocą których oszacowali niebezpieczne konsekwencje spadających na Ziemię dużych ciał kosmicznych.
Głównymi szkodliwymi czynnikami, które stwarzają zagrożenie dla ludzi i obiektów gospodarczych i zostały uwzględnione w modelu, są parametry fali uderzeniowej (jej ciśnienie i prędkość powodowanego przez nią wiatru), promieniowanie cieplne, zaburzenia atmosferyczne, w tym zaburzenia jonosferyczne (zaburzenia w górnej części atmosfery, nasycone jonami i wolnymi elektronami).
Naukowcy wykorzystali model płynu, aby opisać, jak duże ciała kosmiczne są niszczone w atmosferach planet. Kiedy obiekt kosmiczny jest hamowany, uwalnia energię i odkształca się na wysokościach, na których obciążenie aerodynamiczne (ciśnienie powietrza) znacznie przekracza jego siłę, więc zapada się i jest uważany za płyn (lub ciało składające się z piasku).
Zniszczenie ciała kosmicznego Czelabińska w atmosferze. H - wysokość lotu w km. Nie odparowana substancja jest wyświetlana na czerwono, szaro - opary i powietrze (ciemniejszy kolor odpowiada większej gęstości) / Valery Shuvalov / Indicator.ru
„Granicą zastosowania naszego modelu są obiekty powyżej 30-50 metrów, ale byliśmy w stanie dość dobrze opisać przejściowy przypadek meteorytu z Czelabińska. Okazuje się, że model ma zastosowanie do wszystkich ciał, które mogą przynieść mniej lub bardziej znaczące zniszczenia. Możemy przewidzieć charakterystykę fali uderzeniowej, wielkość strefy zniszczenia i masywnych pożarów, amplitudę zaburzeń jonosferycznych, wielkość powstającego krateru”- powiedział jeden z autorów pracy, doktor nauk fizycznych i matematycznych, kierownik Laboratorium Matematycznego Modelowania Procesów Geofizycznych, IDG RAS, Valery Shuvalov.
Według zapewnień ekspertów prawdopodobieństwo upadku takich ciał kosmicznych, jak Czelabińsk i Tunguska (około 60-80 metrów) jest niezwykle małe, ale nawet najpotężniejsze teleskopy nie mogą ich szybko wykryć. Obecnie astronomowie śledzą większość ciał kosmicznych, których średnicę mierzy się w kilometrach. Ich upadek można przewidzieć na długo przed zbliżeniem się do Ziemi.
Film promocyjny:
„Istnieje wiele obiektów o średnicy kilkudziesięciu i setek metrów, których wykrycie jest obecnie prawie niemożliwe. Ciało kosmiczne z Czelabińska było wciąż dość małe, ale Tunguska, której średnica wynosiła nieco mniej niż 100 metrów, była w stanie zniszczyć dużą metropolię, taką jak Moskwa”- komentuje Walery Szuwałow.