• 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
12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

11 июля, 12:37
Игорь Байдов

Наблюдения, проведенные космическим аппаратом NASA «Юнона», показали, что магнитное поле Юпитера и его мощная магнитосфера, заполненная ионизированным газом, могут порождать вблизи полюсов газового гиганта новый тип плазменных волн. Ничего подобного ранее ученые не фиксировали.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

8 июля, 13:50
ФизТех

Ученые активно работают над созданием наноматериалов и наночастиц для экспресс-ДНК-диагностики, которые не только ускорят анализ заболеваний, но и позволят создать новые медицинские средства для лечения серьезных болезней. Для решения этих задач в МФТИ разработали уникальный по своим свойствам умный материал. На следующем этапе ученые создали новый оптический биосенсор для анализа кинетики связывания наноматериалов с лигандами — молекулами ДНК. Это поможет быстрее разрабатывать новые медицинские тесты.

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