Взрыв болида над Челябинском 15 февраля, возможно, так и останется самым ярким мировым событием 2013 года. В буквальном смысле слова "ярким"! Согласно оценкам специалистов NASA, при взрыве выделилось от 300 до 500 кт энергии в тротиловом эквиваленте. Практически в диапазоне ядерных боеголовок МБР, оставшихся в арсеналах по обе стороны Атлантики. Российские оценки являются более умеренными, но они тоже измеряют выход взрыва в сотнях килотон. Данные по скорости болида варьируются 15 - 20 км/сек, высота взрыва 10 - 20 км, первая оценка массы непрошенного гостя - 10 000 тонн. Размер, по мнению NASA, составил 17 метров.

В связи с этим возникает интересный вопрос: каким именно был физический механизм данного взрыва? Который не просто напугал жителей и выбил стекла в Челябинске, но уничтожил бы город, случись он прямо в нем, а не далеко в стороне и высоко в стратосфере! Исходная причина всем известна - метеор сильно греется от трения о воздух. Но дальше мнения разнятся. Предположение о том... [открыть весь текст]

Взрыв болида над Челябинском 15 февраля, возможно, так и останется самым ярким мировым событием 2013 года. В буквальном смысле слова "ярким"! Согласно оценкам специалистов NASA, при взрыве выделилось от 300 до 500 кт энергии в тротиловом эквиваленте. Практически в диапазоне ядерных боеголовок МБР, оставшихся в арсеналах по обе стороны Атлантики. Российские оценки являются более умеренными, но они тоже измеряют выход взрыва в сотнях килотон. Данные по скорости болида варьируются 15 - 20 км/сек, высота взрыва 10 - 20 км, первая оценка массы непрошенного гостя - 10 000 тонн. Размер, по мнению NASA, составил 17 метров.

В связи с этим возникает интересный вопрос: каким именно был физический механизм данного взрыва? Который не просто напугал жителей и выбил стекла в Челябинске, но уничтожил бы город, случись он прямо в нем, а не далеко в стороне и высоко в стратосфере! Исходная причина всем известна - метеор сильно греется от трения о воздух. Но дальше мнения разнятся. Предположение о том, что стекла выбила акустическая, ударная волна от тела, летящего со сверхзвуковой скоростью, не сочетается со следующим фактом. Никто не слышал настолько громкого хлопка, от которого должны были бы лопаться ушные перепонки. Таким образом, имел место настоящий взрыв. Однако нетрудно понять, что аэродинамического нагрева было недостаточно для того, чтобы произвести салют с выходом 200 - 300 кт.

Будем считать, что болид с диаметром 17 м и массой 10 000 тонн вошел в стратосферу со скоростью 15 км/сек. Тогда его кинетическая энергия эквивалентна 270 кт тротила. Очевидно, что выработка энергии от трения о воздух не превышает того, что выделилось бы при полном сгорании тела (которое также имело место, по крайней мере частично). Наиболее эффективным горючим является водород. Если бы Челябинский болид целиком состоял из водорода и сгорел, то количество выделившейся энергии составило бы 288 кт. Этого достаточно для производства взрыва в 270 кт, но очевидно, что болид был сделан не из водорода. Алюминий горит прекрасно, но метеор из этого металла не дал бы даже 28% необходимой для фейерверка энергии. Магний еще меньше, хотя пылает сверх-эффектно! Даже бензиновый болид обеспечил бы 40%, а сделанный из чистого ацетилена - лишь 50% своей кинетической энергии. Возможно большее впечатление произведет сравнение с ТНТ, который при взрыве болида из самого себя дал бы "смешные" 10 килотонн. Таким образом очевидно, что тело со скоростью 15 км/сек и выше не сможет трансформировать всю свою кинетическую энергию в тепловую в процессе трения об атмосферу. Тогда почему Челябинский болид все-таки взорвался, почти как боеголовка W78 от Минитмена?

По-видимому, наибольшая часть кинетической энергии непосредственно трансформировалась в энергию ударной волны, в процессе сжатия воздуха при быстром торможении вещества болида. Но разве такое возможно? Попробуем сделать первые оценки.

Cила аэродинамического сопротивления F=frac{C_x}{2}cdotrho Sv^2, где rho - плотность воздуха, на высоте 20 км имеем rho=0.078 кг/куб.м, S - площадь наибольшего поперечного сечения, v - скорость, C_x - коэффициент аэродинамического сопротивления. Для шара он равен 0.47, однако при гиперзвуковой скорости значение C_x существенно меньше. Примем C_x =0.2, что близко к типичному для летательных аппаратов с несколькими числами Маха. Почти такой же коэффициент сопротивления имеют автомобили с идеальной аэродинамикой. Рассмотрим процесс торможения болида с массой m=10^7 кг, влетающего по касательной в стратосферу на скорости v_0=15 км/сек. Высота полета 20 км. Принимая шарообразную форму с диаметром 17 м, находим S=227 кв.м.

Из закона Ньютона F=ma вытекает простое дифф. уравнение frac{dv}{dt}=-frac{C_xrho S}{2m}v^2, решая которое получим зависимость скорости болида от времени:

v=v_0/(frac{C_xrho S}{2m}v_0t+1) (*)

где v_0 - скорость в момент времени t=0. Cогласно (*) для того, чтобы на высоте 20 км сбросить скорость с v_0=15 км/сек до v=14 км/сек, болиду потребуется 26.3 секунды. Расстояние, которое он пролетит за это время, можно считать равным 380 км. Это не противоречит тому, что известно о настильной траектории болида, пронесшегося над Тюменской и Курганской областями, прежде чем добраться до Челябинска. Отклонение высоты полета, связанное с кривизной поверхности Земли на дистанции 380 км, можно оценить в sqrt{380^2+6400^2}-6400=11 км, где 6 400 км - радиус планеты. Энергия, выделившаяся при таком торможении, равна m{v_0}^2/2-mv^2/2=145 ТераДжоулей и эквивалентна 34.5 килотон тротила. Почти полтора выхода ядерной бомбы Fat Man и в два с лишним раза больше, чем выдал Little Boy!

Плотность вещества болида почти вдвое ниже, чем у железа, и в полтора раза выше бетона. Предположим, что некоторой, доставшейся метеору доли энергии 34.5 кт оказалось достаточно, чтобы разрушить его на крупицы размером 0.5 миллиметра. В среднем каждая из них будет иметь m=0.00025 грамма и S=0.196 кв.мм. При этом облако из фрагментов тела продолжается свое движение по заданной траектории, имея скорость 14 км/сек. Из формулы (*), где v_0=14 км/сек, следует, что за t=0.1 сек скорость частиц болида снизится в 10 раз. Соответственно, их кинетическая энергия уменьшится в 100 раз. Следовательно, за 0.1 секунды выделится свыше 230 кт энергии. Это и есть искомый взрыв! Скорее всего, картина Челябинского фейерверка была именно такой. Во всяком случае, предложенное объяснение выглядит менее экзотичным, чем теория взрыва вещества, которое вследствие инерционного, поступательного движения электронов локально теряет электронейтральность и разлетается под действием кулоновских сил. В наших рассуждениях неявно присутствовала гипотеза о том, что небесное тело имело достаточно рыхлую и пористую структуру. Для массивного болида с прочной конструкцией, например монолита из металла или гранита, процесс распада на частицы невозможен. Такой небесный гость не сможет рассыпаться/сгореть в атмосфере, и нам останется только надеяться, что он пролетит мимо. P.S.Mерой мощности взрыва является КИЛОТОНА (с одним "н"). По английски kiloton. Это количество энергии взрыва, равное 4.186cdot 10^{12} Дж. По весу ТНТ это заметно меньше килотонны (с двумя "н").

15. Игорь
Да! здесь ничего и никуда, но есть и свидетельства очевидцев с других точек, к сожалению, без видиоподтверждения.
Стоит заметить! съёмка велась под острым углом, против солнца, + утренняя изморозь, подсвеченная восходящем солнцем.

Ссылка на видео взрыв и падение метеорита, снято от ворот тролейбусного депо Миасс.
http://www.youtube.com/watch?v=L3rMDmv08FQ Вот и смотрите куда, что полетело.

Это не "расчёты"! Это расхожий БОЙАН!!!

11. Y77
Да да!, меня больше забавляет осколок, улетевший в сторону Кувашей!
В Чебаркуле, подняли кусочек, остальное..., ну поднимут?, что от этого изменится?

8. Не согласный
Взрыв в Хиросиме, был на высоте 600м, мощность 20кт.
Дома, "из говна и палок"(деревянные), разлетелись и сгорели! + РАДИАЦИЯ!!!+СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ=большая микроволновка.

У нас:
500кт на высоте 20000м! чисто ударная волна!, дома бетонные, пострадали только тупо вставленные европакеты!

Как уменьшается мощность ударной волны с увеличением расстояния, с учетом изменения плотности атмосферы на такой высоте? - курите физику саме!, мне всё равно не поверите...

Все равно что достанут со дна еще один осколок - это мелочь (но бабки не хило отмоют). По словам очевидцев наблюдавших данное явление с различных точек выресовывается немножечко иная картина. Взрывов было два. Первый (самый мощный) над СЗ Челябинска, второй между Чебаркулем и Бишкилем (точнее не скажу, запись только с одной камеры в Бишкиле). Отсюда и малый размер полыньи т.к. осколок вошел под большим углом. Основное тело продолжило полет в сторону Златоуста. Проблема только была в том что искать надо было пока лежал снег. Денег не было, пока собрали - снег растаял. А по болотам теперь если не наступишь - то и не найдешь. Как тот кукурузник что год искали...

Плотность вещества болида почти вдвое ниже, чем у железа, и в полтора раза выше бетона. Предположим, что некоторой, доставшейся метеору доли энергии 34.5 кт оказалось достаточно, чтобы разрушить его на крупицы размером 0.5 миллиметра. В среднем каждая из них будет иметь m=0.00025 грамма и S=0.196 кв.мм. При этом облако из фрагментов тела продолжается свое движение по заданной траектории, имея скорость 14 км/сек. Из формулы (*), где v_0=14 км/сек, следует, что за t=0.1 сек скорость частиц болида снизится в 10 раз. Соответственно, их кинетическая энергия уменьшится в 100 раз. Следовательно, за 0.1 секунды выделится свыше 230 кт энергии. Это и есть искомый взрыв! Скорее всего, картина Челябинского фейерверка была именно такой. Во всяком случае, предложенное объяснение выглядит менее экзотичным, чем теория взрыва вещества, которое вследствие инерционного, поступательного движения электронов локально теряет электронейтральность и разлетается под действием кулоновских сил. В наших рассуждени... [открыть весь текст]

Плотность вещества болида почти вдвое ниже, чем у железа, и в полтора раза выше бетона. Предположим, что некоторой, доставшейся метеору доли энергии 34.5 кт оказалось достаточно, чтобы разрушить его на крупицы размером 0.5 миллиметра. В среднем каждая из них будет иметь m=0.00025 грамма и S=0.196 кв.мм. При этом облако из фрагментов тела продолжается свое движение по заданной траектории, имея скорость 14 км/сек. Из формулы (*), где v_0=14 км/сек, следует, что за t=0.1 сек скорость частиц болида снизится в 10 раз. Соответственно, их кинетическая энергия уменьшится в 100 раз. Следовательно, за 0.1 секунды выделится свыше 230 кт энергии. Это и есть искомый взрыв! Скорее всего, картина Челябинского фейерверка была именно такой. Во всяком случае, предложенное объяснение выглядит менее экзотичным, чем теория взрыва вещества, которое вследствие инерционного, поступательного движения электронов локально теряет электронейтральность и разлетается под действием кулоновских сил. В наших рассуждениях неявно присутствовала гипотеза о том, что небесное тело имело достаточно рыхлую и пористую структуру. Для массивного болида с прочной конструкцией, например монолита из металла или гранита, процесс распада на частицы невозможен. Такой небесный гость не сможет рассыпаться/сгореть в атмосфере, и нам останется только надеяться, что он пролетит мимо. P.S.Mерой мощности взрыва является КИЛОТОНА (с одним "н"). По английски kiloton. Это количество энергии взрыва, равное 4.186cdot 10^{12} Дж. По весу ТНТ это заметно меньше килотонны (с двумя "н").

И чё, Коля, ты нам теперь предлагаешь? Давай тогда другую работу!
НАШ метеорит сделан из замерзших паров кремния, железа и ряда других элементов! Понял!

О каком метеорите может идти речь?? Это примерно в 20 раз превышает мощности бомбы, взорванной над Хиросимой. Российские специалисты ранее заявляли о нескольких десятках килотонн мощности.

NASA: "Количество энергии, выделившейся при взрыве, составило около 500 килотонн, он произошел на высоте около 20-25 километров".

Мощность взрыва атомной бомбы, сброшенной на японский город, достигала 20 000 тонн в тротиловом эквиваленте. После взрыва 6 августа 1945 года от Хиросимы остались только руины.

До входа в атмосферу Земли объект был около 17 метров в диаметре, массой до 10 000 тонн и двигался со скоростью 18 км/с. Через 32,5 секунды после входа в атмосферу объект полностью разрушился, в результате чего высвобожденная энергия составила около 500 килотонн в тротиловом эквиваленте. В Российской академии наук (РАН) предположили, что масса тела составляла около 10 тонн, а диаметр - несколько метров. По мнению РАН, метеороид вошёл в атмосферу со скоростью 15-20 км в секунду, разрушился на высоте 30-50 км, а продолжавшееся движение его фрагментов вызвало мощное свечение (болид) и сильную ударную волну. Впоследствии фрагменты испарились..

Вам же бывший губер четко сказал: "Метеорит был газообразный, т.е. жёсткий газ... Лёд из газа. Вот. Газовый лёд, или как? Э-э-э, межпланетные тела..." (конец цитаты).
Так что нефиг нам уральский гранит за межпланетные тела втюхивать)))

Я свой стокилограммовый кусок метериорита не знаю куда деть, а они собрались ещё что то вытаскивать.

А сразу не могли прозондировать? Хотят чтобы дали еще денег на подъем, так и будут камни из озера таскать лет 5:))

А что тупого-то?