• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку

Этот пост добавлен читателем Naked Science в раздел «Сообщество». Узнайте как это сделать по ссылке.

Высокоточное моделирование дает представление о челябинском метеорите 2013 года

Утром 15 февраля 2013 года небольшой астероид взорвался над Челябинском, вызвав громкую ударную волну и звуковой удар по всему региону.Метеорит диаметром примерно 20 метров был одним из самых крупных, обнаруженных в атмосфере Земли более чем за сто лет.

Спустя десятилетие ученые из программы планетарной защиты Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора (LLNL) обнародовали подробности исследования этого воздушного взрыва.

Это событие изучали различные исследовательские организации, но ученые LLNL были первыми, кто смоделировал Челябинский метеорит в полном 3D с помощью материальной модели, основанной на данных исследований метеоритов, извлеченных из места происшествия. В отличие от исторических метеоритных событий, взрыв в воздухе в 2013 году был записан на мобильный телефон и видеокамеру наблюдения с разных ракурсов, а 500-килограммовый фрагмент был извлечен из озера Чебаркуль вскоре после столкновения.

Их моделирование, которое точно соответствовало реальным наблюдаемым событиям, предполагает, что объект мог быть монолитным или представлять собой цельный кусок скалы. По словам исследователей, если это было так, то прочность материала и разрушение сыграли значительную роль в разрушении объекта и возникшей в результате взрывной волне.

Исследовательская группа использовала гидродинамику сглаженных частиц (SPH), вычислительный метод, используемый для моделирования динамики механики твердого тела и потоков жидкости, для изучения режима разрушения монолитного астероида. В ходе моделирования команда обнаружила, что воздушный взрыв происходит, когда в задней части астероида под действием растягивающего напряжения образуются крупные трещины. Временной масштаб распространения трещин к передней части астероида контролирует время, в течение которого астероид раскалывается на более мелкие фрагменты при входе в атмосферу Земли. Семейство фрагментов вблизи фронта ударной волны затем временно экранирует область полностью поврежденного материала, пока на высоте примерно 30 км над поверхностью Земли неповрежденные фрагменты не отделятся и обломки не окажутся в свободном потоке. Наконец, облако обломков быстро замедляется, а оставшиеся фрагменты продолжают распадаться на более мелкие куски породы.

Изображения из 2D сферической симуляции, показывающие фрагментацию Челябинского метеорита по мере его спуска через атмосферу. Изображение предоставлено программой LLNL Planetary Defense. / Автор: Caristania Fabricius

Процесс распада богат физикой. Связь астероида с атмосферой зависит от площади его поверхности. Чем больше площадь поверхности, тем больше объект подвержен воздействию тепла, стресса и давления.

«Когда астероид входит в атмосферу, начинается своего рода катастрофический сбой», – объясняет физик LLNL Майк Оуэн. «И он имеет тенденцию сжиматься в направлении движения. Это было похоже на то, как будто астероид сжимается в направлении движения, разбиваясь на отдельные куски, которые начинают отделяться и ломаться перпендикулярно направлению движения».

«Внезапно в результате гиперзвукового взаимодействия с воздухом увеличивается количество материала, поступает больше тепла, увеличивается нагрузка на него, что ускоряет разрушение, и получается своего рода каскадный процесс».

Лучшее понимание процесса разрушения может быть использовано для построения более точных статистических моделей риска, создаваемого астероидами класса «Челябинск». По словам Коди Раскина из LLNL, ключевого участника проекта, понимание того, как эти объекты распадаются и передают свою энергию в атмосферу, имеет решающее значение для точной оценки ущерба, который они могут нанести, и может быть использовано для более эффективного обоснования стратегий гражданской обороны.  

Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK

Комментарии

Написать комментарий

Вчера, 13:05
Александр Березин

В норме чем больше становится видов в группе, тем острее они конкурируют между собой, что сначала замедляет возникновение новых видов, а затем ведет к вымиранию. Новая научная работа показала, что у рода Homo ситуация почему-то была обратной: чем больше видов он образовывал, тем быстрее возникали новые дополнительные. Среди позвоночных подобных примеров нет, только среди жуков на изолированных островах. Ученые выдвинули ряд гипотез, позволяющих объяснить столь удивительный результат.

Вчера, 14:25
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 13:05
Юлия Трепалина

Во время проживания в отелях туристы, как правило, расходуют ощутимо больше воды, чем у себя дома: из-за долгого плескания в душе разница может доходить до 250 литров в день. В новом исследовании ученые с помощью эксперимента показали, как побудить отдыхающих пользоваться водными ресурсами экономнее.

16 апреля
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу: тихоходки способны повышать уровень продуктов генов репарации ДНК до такой степени, что это позволяет сделать их одними из самых распространенных в своем геноме. Среди прочего это помогает им выдерживать экстремальную радиацию.

17 апреля
НИУ ВШЭ

Северный Кавказ играл ключевую роль в древней колонизации Евразии и формировании ее культурного и генетического наследия, однако до сих пор не до конца изучена генетическая история носителей местных культур. Ученые впервые провели глубокое секвенирование древней ДНК представителей кобанской культуры, сформировавшейся в позднем бронзовом веке на Северном Кавказе, и сравнили ее с генетическими данными современных народов Кавказа. Результаты работы подтвердили роль носителей кобанской культуры как древнего генетического моста между бронзовым и железным веками на Северном Кавказе.

Позавчера, 13:05
Юлия Трепалина

Во время проживания в отелях туристы, как правило, расходуют ощутимо больше воды, чем у себя дома: из-за долгого плескания в душе разница может доходить до 250 литров в день. В новом исследовании ученые с помощью эксперимента показали, как побудить отдыхающих пользоваться водными ресурсами экономнее.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

21 марта
Дарья Г.

По спектральным данным от «Джеймса Уэбба» и результатам компьютерного моделирования атмосферы астрономы показали, что экзопланета LHS 1140 b — мир-океан. Причем по характеристикам это лучший на сегодня потенциально обитаемый мир, подходящий для пристального изучения.

[miniorange_social_login]
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно