• 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.

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
Предстоящие мероприятия
8 июля, 09:23
Полина Меньшова

Принято считать, что люди с развитыми когнитивными способностями отличаются высокими моральными принципами. Ученые из Великобритании решили проверить этот тезис научными методами и пришли к противоположному выводу.

7 июля, 14:30
ФизТех

Коллектив ученых из МФТИ, Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского и Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева смоделировал обтекание воздушными массами крыла экраноплана. Установлена зависимость подъемной силы от конструкции крыла и режима полета.

7 июля, 17:34
Юлия Тарасова

Для принятия верных решений необходимо точно оценивать вероятность того или иного исхода в условиях неопределенности. В новом исследовании профессор экономики и поведенческих наук из Университета Бата (Великобритания) Крис Доусон установил, что обладатели развитого интеллекта гораздо меньше, чем индивидуумы с более низким IQ, ошибаются в предвидении будущего. По мнению ученого, именно это позволяет умным людям выбирать правильные решения и добиваться больших успехов в жизни.

8 июля, 09:23
Полина Меньшова

Принято считать, что люди с развитыми когнитивными способностями отличаются высокими моральными принципами. Ученые из Великобритании решили проверить этот тезис научными методами и пришли к противоположному выводу.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

7 июля, 17:34
Юлия Тарасова

Для принятия верных решений необходимо точно оценивать вероятность того или иного исхода в условиях неопределенности. В новом исследовании профессор экономики и поведенческих наук из Университета Бата (Великобритания) Крис Доусон установил, что обладатели развитого интеллекта гораздо меньше, чем индивидуумы с более низким IQ, ошибаются в предвидении будущего. По мнению ученого, именно это позволяет умным людям выбирать правильные решения и добиваться больших успехов в жизни.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[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
Закрыть
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