Главная Архивные документы
Исследования
КСЭ Лирика
Вернуться
Г.С Ануфриев, Изотопы гелия как индикатор космической пыли в земных образованиях
Д.Ф.Анфиногенов, Л.И.Будаева, К анализу «парадокса очевидцев» ...
Д.Ф.Анфиногенов, Л.И.Будаева, О необходимости изучения влияния поля тяготения Луны ...
А.В.Багров, Происхождение кометного вещества в Солнечной системе и ...
А.С.Башилов, А.В.Зайцев, К.М Пичхадзе, К.А.Победоносцев, Тунгусская проблема и ...
Б.Ф.Бидюков, «Эффект Вебера» и аномальные световые явления в ...
Б.Ф.Бидюков, В.К.Журавлев, В.И.Зюков Схема совмещения некоторых ....
В.А.Бронштэн, Современное состояние проблемы Тунгусского метеорита
Л.И.Будаева, Д.Ф.Анфиногенов, Индикаторы-маркеры космического вещества и ...
Е.А Ваганов, и др., Отражение Тунгусского события 1908 года в ...
В.П.Горбатенко, О климатических аномалиях июля 1908 г.
С.С.Григорян, Современное состояние вопроса о разрушении космических тел ...
Е.В.Дмитриев, Кометные высококалиевые пемзы и ...
Е.В. Дмитриев, Программа «Тектит»: положено начало находкам ...
И.К.Дорошин, Е.В.Шеламова, О вероятном районе выпадения крупных обломков ...
И.Г Дядькин, О Золотове
А.И.Еремеева Первый исследователь и поэт «Тунгусского дива» ...
В.И.Зюков К вопросу о «портрете» Тунгусского космического тела ...
К.Г.Иванов Современное состояние исследований геомагнитного эффекта ...
В.И.Коваль К вопросу о поисках фрагментов Тунгусского метеорита
Е.М Колесников Элементные и изотопные аномалии в торфе – вероятные следы ...
Н.В.Колесникова, и др., Следы кислотных дождей, вызванных Тунгусской катастрофой
Е.В.Малиновский и др., Электронный архив КСЭ и ...
В.В.Маркелов, К.А.Зубанов, О.В.Мёрзлый О траектории падения Тунгусского метеорита
Г.Ф.Плеханов Анализ гипотез о природе Тунгусского метеорита
Г.Ф.Плеханов, Обобщенные параметры явления, известного под названием ....
Н.В.Попеленская, Нестационарные явления при быстром торможении тел в ...
В.А.Ромейко Оптические аномалии 1908 года. Анализ появления серебристых облаков
В.В.Светцов Что могли увидеть очевидцы Тунгусского события
В.П.Стулов, Определение массы входа крупных болидов
Г.А.Тирский, Д.Ю.Ханукаева, Математическая модель дробления и взрыва ...
В.Г.Фаст, Н.П.Фаст, Момент наблюдения Тунгусского болида по показаниям очевидцев
В.Г.Фаст, Н.П.Фаст, Сравнительный анализ Тунгусского ...
Ч.Л.Хоу, Е.М.Колесников, Л.В.Се, Н.В. Колесникова Тунгусский взрыв 1908г.: обнаружение ...
В.И.Цветков, Сихотэ-Алинь и Тунгуска: аналоги и антиподы
В.В.Шувалов, Н.А.Артемьева, Численное моделирование падения на Землю тел ...
Л.Е.Эпиктетова, Разрушение Тунгусского космического тела при движении в ...
Каталог
В.В.Шувалов, Н.А.Артемьева, Численное моделирование падения на Землю тел “Тунгусского” размера
Карта сайта Версия для печати
Тунгусский феномен » Исследования » Конференции » Конференция “95 лет ТУНГУССКОЙ ПРОБЛЕМЕ”, 23-24 июня 2003 г., Москва » ЧАСТЬ 1 » В.В.Шувалов, Н.А.Артемьева, Численное моделирование падения на Землю тел ...

Численное моделирование падения на Землю тел “Тунгусского” размера 
 Шувалов В.В., Артемьева Н.А.

Институт динамики геосфер РАН, Москва

Внедрение метеороидов в планетные атмосферы достаточно сложная задача, и до сих пор не разработана общая двумерная или трехмерная модель, описывающая все стадии этого явления для тел разного размера, состава, скорости и т.д. Для описания метеоров, наблюдаемых в земной атмосфере, обычно используются полуаналитические модели [Григорян, 1979; Hills & Goda, 1993; Chyba et al., 1993; Nemtchinov et al., 1997], которые, однако, используют в качестве входных данных параметры (скорость абляции, эффективность высвечивания, скорость радиального расширения и т.д.), которые плохо известны и должны определяться из решения более полной задачи и/или наблюдений. Попытки определить эти параметры в рамках одномерных моделей были предприняты в работах Biberman et al., [1980], Голубя и др. [1996], Borovička J. & Spurný [1996], Стулова [1997]. Эти модели позволяют оценить скорость абляции, потоки и спектры излучения, но не учитывают двумерные и трехмерные эффекты, что приводит к неправильному определению массы паров, окружающих падающее тело.

Падение кометы Шумейкеров-Леви 9 на Юпитер привело к развитию двух- и трехмерных моделей, описывающих движение метеороидов в гидродинамическом приближении [Boslough et al., 1994; Mac Low and Zahnle, 1994; Svetsov et al., 1995; Шувалов и Артемьева, 1998; Korycansky et al., 2000]. Эти модели позволили объяснить деформацию, разрушение и торможение фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9, оценить глубину их проникновения в атмосферу Юпитера и импульс излучения. Однако в этих моделях не учитывалbсь испарение и перенос излучения.

Целью данной работы является разработка двумерной гидродинамической модели с излучением и испарением, описывающей взаимодействие достаточно крупных (десятки метров) тел с атмосферой Земли. Разработанная модель использована для моделирования падения кометного тела радиусом 30 м со скоростью 30 км/с (аналог Тунгусской катастрофы). Результаты расчетов позволяют описать все последовательные стадии рассматриваемого явления, а именно:

   -движение недеформированного метеороида, сопровождающееся испарением (выше  30 км); 
   -деформацию метеороида и отделение мелких фрагментов (30-15 км); 
   -катастрофическое разрушение, образование струи паров и мелких фрагментов (около 15 км);
   -полное испарение кометного вещества, образование высокоскоростной паровоздушной струи (15-11 км); 
   -быстрое торможение струи (10-8 км); 
   -медленное опускание облака паров и горячего воздуха до полной остановки (8-4 км); 
   -ускорение паров и горячего воздуха вдоль следа вверх (первые 20 с после остановки облака); 
   -образование баллистического плюма (1 мин); 
   -торможение плюма в поле тяжести, падение, генерация крупномасштабных возмущений атмосферы (5-15 мин).

Приведенные результаты описывают вход метеороида в атмосферу под углом 90 градусов (вертикальный удар). При наклонном падении для того, чтобы тело разрушилось и затормозилось на той же высоте, его размер должен быть увеличен. Однако угол наклона траектории не влияет на характер взаимодействия метеороида с атмосферой. В частности, проведенные нами расчеты трехмерной задачи показали, что ускорение горячего воздуха и паров вдоль следа (а не вертикально вверх) и образование баллистического плюма происходит и при угле наклона траектории 30 градусов. Результаты моделирования дают основание сделать вывод о том, что удар 30-метрового кометного тела позволяет объяснить все основные эффекты, наблюдавшееся при Тунгусской катастрофе: полное испарение вещества метеороида, “взрыв” на высоте в несколько километров, крупномасштабные ионосферные возмущения, вызвавшие магнитную бурю. Однако, по-видимому, то же самое произошло бы и при падении каменного тела несколько меньшего размера. По нашему мнению попытки определить природу Тунгусского тела (комета или астероид), основываясь на результатах численного моделирования (см., например, Chyba et al., 1993), бесплодны, даже если появятся более сложные и совершенные модели. В то же время, численное моделирование необходимо для понимания процессов, сопровождавших Тунгусскую катастрофу, и более разумной организации дальнейших экспериментальных исследований.

Литература

  1. Голубь А.П., Косарев И.Б., Немчинов И.В., Шувалов В.В., 1996. Излучение и абляция крупного метеороида при его движении сквозь атмосферу Земли. Астрономический вестник, Т.30. №3. С.183-197
  2. Григорян С.С., 1979. О движении и разрушении метеоритов в атмосферах  планет. Космич. исслед., Т. 17. № 6. С. 875–893
  3. Шувалов В.В., Артемьева Н.А., 1998. Влияние неоднородностей на разрушение фрагментов кометы Шумейкеров-Леви 9 в атмосфере Юпитера. Астрономический вестник, т.32. .№5. с.445-454
  4. Biberman L.M., Bronin S.Ya., Brykin V., 1980. Moving of a blunt body through the dense atmosphere under conditions of severe aerodynamic heating and ablation. Acta Astronautica. 7, 53–65
  5. Borovička J., Spurný P., 1996. Radiation study of two very bright terrestrial bolides and an application to the comet S-L 9 collision with Jupiter. Icarus 121, 484-520
  6. Boslough M.B., Crawford D.A., Robinson A.C., Trucano T.G., 1994. Mass and penetration depth of Shoemaker-Levy 9 fragments from time-resolved photometry. Geophysical Research Letters 21, 1555-1558
  7. Chyba C.F., Thomas P.J., Zahnle K.J., 1993. The 1908 Tunguska explosion: atmospheric disruption of a stony asteroid. Nature 361 , 40-44
  8. Hills J.G., Goda M.P. 1993. The fragmentation of small asteroids in the atmosphere. Astronomical Journal. 105, 1114-1144
  9. Korycansky D.G., Zahnle K.J., Mac Law M. M., 2000. High-resolution calculations of asteroid impacts into the Venusian atmosphere. Icarus 146, 387-403
  10. Mac Low M.-M., Zahnle K.J., 1994. Explosion of comet Shoemaker- Levy 9 on entry into the Jovian atmosphere. Astronomical Journal 434, L33-L36
  11. Nemtchinov I.V., Svetsov V.V., Kosarev I.B., Golub' A.P., Popova O.P., Shuvalov V.V., Spalding R.E., Jacobs C., Tagliaferri E. 1997. Assessment of kinetic energy of meteoroids detected by satellite based light sensors. Icarus, 130, 2, 229-274
  12. Stulov V.P., 1997. Interactions of space bolides with atmospheres of planets. Applied Mechanics Reviews 50, 671-688
  13. Svetsov V.V., Nemtchinov I.V., Teterev A.V., 1995. Disintegration of large meteoroids in Earth's atmosphere: Theoretical models. Icarus 116, 131-153
© Томский научный центр СО РАН
Государственный архив Томской области
Институт систем информатики СО РАН
грант РГНФ №05-03-12324в
Главная | Архивные документы | Исследования | КСЭ | Лирика | Ссылки | Новости | Карта сайта | Паспорт