Тунгусский феномен / Исследования / Монографии / Бронштэн В.А., Тунгусский метеорит / Глава XII. Ударные волны Тунгусского метеорита

В 1966 г. И.Т. Зоткин и М.А. Цикулин [152] произвели очень важный лабораторный эксперимент, смоделировав воздействие ударных волн Тунгусского метеорита на деревья. Они укрепили детонационный шнур под углом к горизонтальной плоскости (он моделировал баллистическую волну метеорита), а на нижнем конце его - заряд ВВ, моделировавший источник взрывной волны. Деревья изображались гибкими неупругими кусками проволоки, установленными вертикально. Углы наклона, мощности заряда варьировались. В некоторых опытах заряд усиливался постепенно вдоль траектории. Результаты эксперимента превзошли все ожидания. Была получена та самая форма области вывала в виде "бабочки", которая наблюдалась на местности, причем вывал носил радиальный характер. Дело было за теорией.

В начале 1969 г. В.А. Бронштэн, изучая кандидатскую диссертацию А.В. Золотова, обратил внимание на то, что Золотов при расчете воздействия ударных волн Тунгусского тела на местность пренебрегает неоднородностью земной атмосферы. Между тем, как показали многочисленные исследования, в частности, А.С. Компанейца и его сотрудников [6, 198], неоднородность атмосферы сильно влияет на амплитуду ударной волны, скорость ее распространения и другие факторы.

4-5 июня 1969 г. в Москве состоялось специальное совещание, посвященное Тунгусскому метеориту. На этом совещании В.А. Бронштэн выступил с докладом "Воздушные волны Тунгусского метеорита" [38]. На совещание были приглашены физики и газодинамики, занимавшиеся проблемой распространения ударных волн в неоднородной атмосфере и теорией взрывных явлений: А.С. Компанеец, Э.И. Андрианкин, В.П. Карликов, В.П. Коробейников, М.А. Цикулин и др. Проблема была предложена их вниманию.

Не удовольствовавшись постановкой задачи, В.А. Бронштэн и сам предпринял шаги для ее решения. Задача распадалась на четыре самостоятельные задачи: 1) распространение в неоднородной атмосфере сильной сферической волны; 2) распространение сильной цилиндрической волны; 3) распространение слабеющей сферической волны; 4) распространение слабеющей цилиндрической волны. Здесь под "сильной" волной подразумевалась волна, избыточное давление на фронте которой много больше внешнего давления, и, значит, противодавлением можно пренебречь. В случае слабеющей волны его нужно учитывать.

Весьма удобное решение первой задачи было предложено Д. Лаумбахом и Р. Пробстейном (США) в 1969 году [463]. На основе их метода В.А. Бронштэн решил вторую задачу, использовав принцип плоских сечений, т. е. предположив, что цилиндрическая ударная волна распространяется только в направлениях, перпендикулярных оси цилиндра. Это решение было опубликовано в 1970 г. [41]. Далее были последовательно решены третья и четвертая задачи. При этом был применен метод параллельных слоев, состоявший в том, что атмосфера на пути от точки взрыва до поверхности разделялась на ряд параллельных горизонтальных слоев. Внутри каждого слоя атмосфера считалась однородной, а на границе слоев решалась задача о распаде произвольного разрыва. Эту задачу решил член-корреспондент АН Л.В. Овсянников [281], почему и данный метод учета неоднородности атмосферы получил название метода Бронштэна-Овсянникова. Приложение этого метода к решению третьей и четвертой задач изложено в работах [42, 43].

Для проведения серии расчетов этим методом воздушных волн Тунгусского метеорита была привлечена математик А.П. Бояркина (Томск), активная участница КСЭ, которая составила алгоритмы и программы. В начале 70-х годов эта серия расчетов была выполнена и результаты были опубликованы [31, 44]. В разработке вопроса об учете отражения ударных волн от земной поверхности принял участие А.К. Станюкович [33, 333]. Из числа специалистов, приглашенных на июньское совещание 1969 года, за разработку и решение задачи взялся известный специалист по теории взрывных явлений В.П. Коробейников. Он привлек к этой работе газодинамика П.И. Чушкина и математика Л.В. Шуршалова. Они использовали следующую методику. Сначала была сформулирована задача о моделировании баллистической и взрывной волн Тунгусского метеорита ударной волной от эквивалентного взрыва полубесконечного цилиндрического заряда с переменной удельной энергией вдоль его оси, совпадающей с траекторией тела [449]. Затем на основе анализа расчетной и реальной зон вывала леса были определены параметры траектории и величина энерговыделения для Тунгусского метеорита [205, 450]. В этих расчетах атмосфера предполагалась изотермической, и влияние ее неоднородности на движение и характеристики ударной волны учитывались приближенно. Область интегрирования уравнений газовой динамики разбивалась, по С.К. Годунову и др. [3], на сетку из ячеек, основные уравнения записывались в форме интегральных законов сохранения; их применение к каждой ячейке давало систему конечно-разностных уравнений. На границах ячеек решались уравнения распада произвольного разрыва. Далее задача разделялась на расчет головной части ударной волны (сферической) и хвостовой части (цилиндрической). Промежуточная зона определялась интерполяцией. Первые результаты были опубликованы в 1971 г. [449] и в виде тезисов в [204]. В более подробном виде эти результаты были опубликованы в 1972-1973 гг. в [205, 450] и доложены на совещании по Тунгусскому метеориту в Новосибирске (апрель 1971 г.) и на XV метеоритной конференции в Калуге (29 мая - 2 июня 1972 г.). Математическая часть метода подробно изложена в статье Л.В. Шуршалова [395].

На следующем этапе было получено строгое численное решение нестационарной двумерной задачи о распространении ударных волн от сферического и цилиндрического взрыва в атмосфере Земли [206, 207, 212], что позволило оценить факторы двумерности и неизотермичности атмосферы в случае Тунгусского явления. Это были работы 1976-1980 годов.

В работе 1975 г. [208] авторы, ссылаясь на ряд предшествующих работ, в частности, на статью М. Луцки и Д. Лехто [468], отмечают, что в стратифицированной атмосфере величины давления и плотности за ударной волной, отнесенные к их значениям в точке, которой достигла ударная волна, слабо зависят от свойств неоднородной атмосферы. Это позволяло, зная решения для однородной среды, получить учет неоднородности путем простого пересчета по правилам, указанным в [468]. Это правило получило название модифицированного правила подобия Сакса.

Напомним здесь, что правило Сакса (в его первоначальной форме) позволяет сделать пересчет параметров ударной волны, заданных для одного набора условий перед фронтом, на любой другой их набор. При этом атмосфера считается однородной. Модифицированное правило Сакса (МПС) состоит в том, что избыточное давление на расстоянии R от точки взрыва в неоднородной атмосфере приравнивается избыточному давлению в той же точке на том же расстоянии, но в однородной атмосфере с давлением, равным давлению в рассматриваемой точке.

И в оригинальной работе М. Луцки и Д. Лехто [468], и в работе группы Коробейникова [208] результаты применения МПС были сравнены с точными расчетами. Оказалось, что различие между ними не превышает 20%. Д. Лаумбах и Р. Пробстейн [463] проанализировав этот вопрос теоретически, показали, что неточность метода МПС должна быть именно такой.

До 1975 г. работы обеих групп (Бронштэна и Коробейникова) проходили независимо и параллельно, хотя на научных конференциях и совещаниях между ними порой возникали дискуссии. Так было на семинарах Комитета по метеоритам АН СССР (март 1974 г., июль 1976 г.). Института механики МГУ (июнь 1976 г.), на XVI Метеоритной конференции (январь 1975 г.).

Начало дискуссии в печати положили А.П. Бояркина и В.А. Бронштэн в 1975 г. в статье [31]. Ссылаясь на статьи группы Коробейникова [205, 207, 450], они указывали на то, что применение метода Луцки-Лехто ограничено малыми расстояниями, и приводили слова самих Луцки и Лехто, что "это приближение имеет слабое теоретическое обоснование и следует ожидать, что оно будет менее точным на больших расстояниях от взрыва или для слабых волн" [468].

В это же время расчеты распространения ударных волн в неоднородной атмосфере в условиях, близких к предполагаемым для Тунгусского метеорита, опубликовала третья группа исследователей. Это были: Х.С. Кестенбойм, Г.С. Росляков и Л.А. Чудов [176] из Института проблем механики АН СССР. А.П. Бояркина и В.А. Бронштэн в работе [31] сравнили свои расчеты с расчетами группы Кестенбойма, считая последние точными, и нашли, что метод Бронштэна-Овсянникова в случае выбранных параметров (Н₀= 8 км, Е₀= 10²⁴ эрг, = 180° (волна идет прямо вниз) "дает небольшую недооценку влияния неоднородности атмосферы и переоценку избыточного давления у поверхности на 20%". Тут же говорилось, что "метод Луцки-Лехто дает при тех же условиях переоценку величины А (отношения избыточного давления к наружному давлению. — В.Б.) на 200%". Эти 200% не были подкреплены числами (рассчитанными по методике Луцки-Лехто и по методике Кестенбойма и др.)¹ Бронштэн взял это число из соотношения оценок энергии взрыва, переводя их в избыточные давления, но для несколько иных условий. Только в июле 1976 г. Бронштэн сделал расчеты избыточного давления по всем трем методикам. Эти расчеты не были, однако, опубликованы. Согласно им, в приведенном выше примере расхождение "Бронштэн-Кестенбойм" растет с расстоянием от 19% на расстоянии 2 км до 200% на 8 км. Методика Луцки-Лехто для тех же расстояний дает уклонение на 22% и 60% (в ту же сторону). Расчет для Е₀= 10²³ эрг, Н₀= 8 км, = 180° дает соответственно для методики Бронштэна 30% и 92% (для расстояния 6 км), для методики Луцки-Лехто 17% и 86%.

Но самое главное состояло в том, что расчеты группы Кестенбойма, которые Бронштэн и Бояркина считали точными, в действительности таковыми не были. Во-первых, они велись в так называемом секторном приближении, т.е. в предположении, что участок ударной волны, заключенный на начальной стадии внутри некоторого объемного сектора, в этом секторе и распространяется. На самом деле происходит перекачка энергии снизу вверх и перекачка вещества сверху вниз. Этих процессов секторное приближение не учитывало.

Расчеты Бронштэна-Бояркиной также велись в секторном приближении. На нем же основана методика Луцки и Лехто. Вот что они пишут: "Недостатком (их подхода к задаче о взрыве в атмосфере. — В.Б.) является то, что эффектами, связанными с угловыми вариациями, пренебрегают. Поэтому метод не может предсказать подъем огненного шара или ослабление идущей вниз волны, связанное с разрежением, происходящим из-за быстрого ускорения волны, идущей вверх".

Таким образом, секторное приближение, применявшееся во всех трех методиках, не могло быть причиной расхождений между ними.

Во-вторых, методика Кестенбойма и его коллег (как и методика Бронштэна-Овсянникова) не учитывала силы тяжести. В первых работах группы Коробейникова [207, 449, 450] тяготение также не учитывалось (по крайней мере в указанных работах об этом эффекте даже не упоминается). В статье [208], как и в предыдущих публикациях, математическая часть задачи излагается только на словах, без формул. В работе [205] приведена система уравнений газовой динамики, описывающая неустановившееся асимметричное движение невязкого совершенного газа, но в ней сила тяжести не фигурирует. Лишь в работе [396], опубликованной в 1976 г., впервые говорится о необходимости эту силу учитывать. Вот что пишет по этому поводу Л.В. Шуршалов: "При рассмотрении не сильного взрыва необходимо учитывать тяготение, так как иначе не будет удовлетворяться условие начального равновесия p/z = -g, что эквивалентно действию на течение при t = 0 некой силы². Вначале влияние этой силы незначительно, но оно очень сильное для относительно слабых волн". И здесь в те же уравнения газовой динамики (а именно, в уравнение импульса для вертикальной координаты и в уравнение энергии) введено ускорение силы тяжести g. Такие же уравнения (для случая действия силы тяжести) приведены в книге В.П. Коробейникова [216, с. 16].

В работе [209], вышедшей тоже в 1976 г., В.П. Коробейников и его коллеги сравнили несколько приближенных методик учета неоднородности атмосферы для слабых волн: на основе нелинейной акустики [216], склейки асимптотических решений для сильной и слабой волн [384], а также секторного приближения, модифицированного правила Сакса и методики Бронштэна-Овсянникова. Применяя первую из названных методик, авторы нашли энергию взрыва 10²³ эрг, линейную энергию баллистической волны 1,4х10¹⁷ эрг/см, угол наклона траектории = 40° и высоту взрыва 6,5 км.

Авторы отметили, что секторное приближение вносит серьезные ошибки на поздней стадии распространения ударных волн, что взрыв в неоднородной атмосфере надо рассчитывать более точно, учитывая как двумерность течения, так и действие силы тяжести. Суммарная оценка выделившейся энергии определяется ими так: 10²³ + (1,4х10¹⁷)х(2х10⁶) = 3,8х10²³ = 9,5 Мт тротилового эквивалента. Эту оценку авторы сравнивают с оценкой М.А. Садовского, который, по свидетельству М.А. Цикулина [384], еще в 1959 г. оценил энергию разрушений в 10 Мт.

После этого авторы переходят к сравнению результатов своих работ и работы Бронштэна и Бояркиной [44]. Они пишут: "При сравнении работ [207, 208] и [44] надо иметь в виду, что приближенный метод учета неоднородности атмосферы в [44] дает практически те же результаты, что модифицированное правило Сакса, используемое в [207, 208]. Однако, в отличие от [207, 208], где определено решение обратной задачи, хорошо соответствующее реальным форме и внутренней структуре зоны вывала леса, оценки [44] основываются на довольно грубых соображениях. В [44] рассматривается не совместное, а лишь независимое действие взрывной и баллистической волн, что... недопустимо".

Вообще говоря, в этом В.П. Коробейников и его коллеги были правы. Нужно было, однако, иметь в виду, что взрывная волна начинает распространяться позже баллистической. Понимая все это, В.А. Бронштэн начал решать задачу о взаимодействии двух слабых волн, но не довел ее до конца.

По мнению авторов [209], оценки скорости (26 км/с) и массы (1,5х10¹¹ г) Тунгусского тела в момент взрыва (что соответствует энергии взрыва 5х10²³ эрг), полученные в [44], неверны, и отдают предпочтение оценкам v = 44 км/с и m= 0,5х10¹¹, что также дает Е₀ = 5х10²³ эрг. Но последние значения v и т это не оценки авторов [209], как можно подумать, а оценки, которые они пытаются приписать авторам [44] после исправления якобы обнаруженных у них ошибок. Собственных оценок v и m авторы [209] не приводят.

Еще одно "приписывание", повторенное затем в работах [218, 219], заключено в оценке общей энергии, выделенной Тунгусским телом. Коробейников и его коллеги складывают энергию взрыва Е₀ с произведением энергии баллистической волны (на единицу длины) на д лину "активного" участка траектории, под которым был повален лес (около 30 км). Получается 5х10²³ + (1,8х10¹⁸)х(3х10⁶ = 6х10²⁴ эрг = 150 Мт. "Нетрудно вычислить, - пишут авторы [209 ], - что при значениях параметров [44] для Тунгусского метеорита суммарная энергия взрывной и баллистической волн, рассчитанная по вывалу леса, составляет около 150 Мт, а полная энергия, выделившаяся при полете и взрыве тела, может достигнуть 250 Мт. Значит, оценки энергии [44] во много раз превышают оценки как М.А. Садовского, так и И.П. Пасечника [286] и должны быть признаны неудовлетворительными".

Эта критика (повторенная затем в [218, 219]) выглядит убийственной для выводов работы [44], но в действительности она основана на серии недоразумений и сама рассыпается, как карточный домик, если учесть ряд обстоятельств.

Прежде всего, полная энергия, выделившаяся при полете и взрыве Тунгусского тела, с одной стороны, и оценки энергии разрушений по Садовскому и Пасечнику, с другой, это совершенно разные энергии, и они относятся не как 5:3 (как предполагается в [209]), а совсем в другом отношении. В самом деле, кинетическая энергия Тунгусского тела при его влете в атмосферу была (v₀=31 км/с, m₀= 2х10¹² г) около 10²⁵ эрг, или действительно 250 Мт. Большая часть ее была выделена на последних 150 км полета за счет торможения и потери массы тела. Согласно расчетам Б.Ю. Левина и В.А. Бронштэна [259, 465], выполненным в 1985 г. и основанным на теории разрушения крупных тел в атмосфере, развитой в 1979 г. С.С. Григоряном [104], скорость в точке взрыва упала до 17 км/с (т. е. меньше 26 км/с, которые предполагались в [44], и тем более 44 км/с, согласно [209]), а масса тела - до 10¹¹ г. Этим параметрам соответствует энергия взрыва ~ 1,5х10²³ эрг, в хорошем согласии с оценкой [209], или около 3,5 Мт, а с учетом баллистической волны - около 10 Мт.

В статьях [46, 48] В.А. Бронштэн и А.П. Бояркина признали, что в работах [31, 44] они завысили энергию баллистической волны и общая энергия, повлекшая разрушения, не превосходила 40 Мт.

Обратимся теперь к работе И.П. Пасечника [287]. В ней приведена сводка оценок энергии разрушений, полученных разными методами. Эта сводка представляет интерес, поэтому приведем ее здесь (с. 206).

Здесь в левом столбце таблицы собраны значения, приведенные в работе И.П. Пасечника [287], а в правом - прочие оценки. Как видим, за исключением оценки работы [443], величины, приводимые Пасечником, заключены в пределах 20-50 Мт, а по вывалу леса Пасечник признал наиболее вероятными оценки 30-50 Мт. Это в 3-5 раз больше оценок М.А. Садовского, А. Бен-Менахема и группы Коробейникова, так что ссылка на Пасечника в работе [209] сделана некорректно.

Нужно иметь в виду, что энергия, ушедшая на повал деревьев, и энергия, породившая сейсмические волны, тоже не равны друг другу: первая в 3-5 раз больше второй.

Таблица 4 Оценка энергии разрушений от Тунгусского метеорита (по И.П. Пасечнику [287] с дополнениями автора)

Автор, ссылка	Метод	Е(Мт)
Р.Джонс [447]	Воздушные волны	30
Дж. Пози, А. Пирс [486]	Воздушные волны	50
Р.Скорер [491]	Воздушные волны	50
Хант, Палмер, Пенни [443]	Вывал леса	13
В.А. Бронштэн [38]	Вывал леса	30
А.В.Золотов [149]	Вывал леса	32-44
И.П. Пасечник [287]	Сравнение с другими взрывами	20
Г. Мартин [472]	По магнитуде	47
Коробейников и др. [209]	Расчет ударных волн	9,5
Бен-Менахем [413]	По сейсмограммам	12,5
Бен-Менахем [413]	По барограммам	9,5-14,5
Бояркина, Бронштэн [31]	Вывал леса	<40
Левин, Бронштэн [259,465]	По параметрам тела при взрыве	~10
И.П. Пасечник [287]	Вывал леса	30-50

Далее, операция авторов [209] по сложению энергий баллистической и взрывной волн некорректна. Ввиду наклона траектории начальные участки баллистической волны (в пределах зоны разрушений) приходят со все больших высот, если следовать от эпицентра навстречу движению тела, а значит, ослабевают в неоднородной атмосфере все сильней и сильней. Операция сложения энергий в том виде, как ее проводили авторы [209], была бы уместна лишь в случае горизонтальной траектории. А поскольку по их же определению угол наклона траектории достигал 40°, начало "активного" участка траектории, проекция которого на земную поверхность была отдалена от эпицентра на 30 км, находилось на высоте 30-35 км (против высоты точки взрыва 5-10 км). Баллистическая волна с такой высоты ослабевает во много раз, и ее вклад в общую энергию сейсмических волн ничтожен. Поэтому операция сложения энергии обеих волн, приводимая В.П. Коробейниковым и др. во многих работах как аргумент против выводов В.А. Бронштэна и А.П. Бояркиной, необоснованна, и значение суммарной энергии 150 Мт, которое авторы [209] приписывают Бронштэну и Бояркиной, ничего общего с их собственным результатом не имеет.

Весьма детальное сравнение всех трех приближенных методик (модифицированного правила Сакса, Бронштэна-Овсянникова и Кестенбойма и др.) с точными расчетами приводится в работе [211]. В ней показано, что неучет силы тяготения приводит к значительным расхождениями двух последних методик для слабеющей падающей волны с точными расчетами.

Оценок начальной массы Тунгусского тела В.П. Коробейников и его соавторы в большинстве своих публикаций не приводят. Вопрос о массе в момент взрыва обсуждается впервые в работе [215]. Ход рассуждений авторов заслуживает внимания, так как представляет еще один пример того, как, используя правильные формулы, можно допустить серьезные ошибки.

Введем баллистический параметр В = m/c_xS, где т - масса тела, S - его миделево сечение, с_x - коэффициент сопротивления³. Положим энергию взрыва E₀ равной кинетической энергии тела в точке взрыва, а энергию баллистической волны - потере энергии за счет торможения E₁:

E₀ =(m₀v₀²)/2, E₁ =( c_x/2)S₀/₀v₀²,

где индексом 0 обозначены величины в точке взрыва. Тогда

B₀ = ₀E₀/E₁ m₀ = 3/4 R₀₀,

R₀ =(3c_x B₀)/(4₀) v₀ = (2E₁/c_x0)^1/2R₀,

и можно вычислить m₀, v₀, в функции плотности тела в точке взрыва ₀.

Применив эти абсолютно правильные формулы, авторы [215] находят для практически вероятных скоростей входа Тунгусского тела в атмосферу 20 < v_BX< 50 км/с следующие интервалы остальных параметров: 9<v₀<22 км/с, 55<R₀<150 м, 4х10⁴ <m₀< 2,5х10⁵ т, 0,02 < ₀ < 0,05 г/см³.

Если значения v₀, R₀, m₀, полученные В.П. Коробейниковым и его соавторами, не вызывают возражений, то значения del₀ просто поражают. Твердых тел с такими плотностями не бывает! Ссылаясь на работу Г.И. Петрова и В.П. Стулова [290], в которой такие плотности были получены из других соображений, авторы статьи [215] пишут:

"Данные расчеты проводятся применительно к космическому телу с малой плотностью вещества на заключительной стадии полета [290, 366]. Тело такого типа, входя в атмосферу Земли, могло из-за интенсивного нагревания подвергнуться процессу быстрого испарения и превратиться по существу в газовое облако малой плотности. В отличие от обычных твердых метеоритов, у которых абляция приводит к значительному уносу вещества, подобное тело можно моделировать деформируемым газовым объемом постоянной общей массы. При дальнейшем торможении в атмосфере его размеры могут увеличиваться, а средняя плотность падать. Этот процесс может нарастать настолько быстро, что завершится взрывообразным разметом газового тела на некоторой высоте над Землей".

Перед нами - новая гипотеза о природе Тунгусского тела, вернее, вариант гипотезы Петрова-Стулова. И она нереальна по тем же причинам, что и последняя (см. с. 149—151). "Тел такого типа" просто не существует в природе. Правда, дезинтеграция твердых тел в атмосфере происходит и описывается теорией Григоряна, о которой пойдет речь в следующей главе. Можно ввести понятие эффективной плотности диспергирующего тела, равной массе на единицу объема, и она действительно может достичь столь малых значений. Но эволюция этого тела пойдет по другому сценарию.

Расчеты же авторов [215] выполнены, как они сами указывают, при m = m₀= const, = ₀= const и В = В₀= const, т. е. в них рассматривается полет тела постоянной массы, что для метеорных тел является грубой ошибкой. Заметим, что такую ошибку не раз допускали весьма уважаемые газодинамики (К.П. Станюкович [336], О.М. Белоцерковский [25]).

Вернемся к формулам, приведенным выше, и посмотрим, в чем же состоит ошибка авторов [215], приведшая их к столь нереальным плотностям. Ошибка состоит в предположении, что энергия баллистической волны равна потере энергии за счет торможения тела. Эта потеря - лишь одна компонента общей потери энергии тела, притом не самая большая. Как показал еще в 1952 г. О.В. Добровольский [110], потеря массы тела за счет абляции создает абляционную волну, которая обычно мощнее чисто баллистической. Обозначим ее энергию через Е₂ и сравним E₁ и Е₂для Тунгусского тела,

E₂= vdm/dt = -(Sv₄)/Q, E₂/E₁= v₂, = /c_xQ,

где lambda - коэффициент теплопередачи, - коэффициент абляции, равный для болидов кометного состава (4-10)х10^-12 [421], Q - удельная энергия абляции. При скорости v₀= 17 км/с [259] (что не противоречит и оценкам [215]) будем иметь Е₂/Е₁ = 11-29.

Энергия баллистической волны, оцененная по разрушениям, есть сумма E₁ + Е₂ в формулу же параметра В₀ входит прежняя величина. Поэтому В₀ в примере, рассматриваемом в [215], будет больше принятого там значения и составит не 445, а 5700-13400 г/см² Это значительно увеличит оценки плотности тела, доведя их до 1,9-6,9 г/см³ Плотности ледяного ядра кометы 1 г/см³, принятой в работе Бронштэна и Бояркиной [44] (выбор которой авторы [215] называют "произвольным") будут соответствовать = 2,5х10^-12 (величина, также часто встречающаяся у ярких болидов [49, 420, 421]), E₁= l,75xl0¹⁶ эрг/см, R₀ = 26 м, m₀ = 7х10⁴ т. Подчеркнем, что во всех этих расчетах предполагалось, что E₀= 10²³ эрг, E₁ + E₂= 1,4х10¹⁷ эрг/см. Изменение этих оценок в сторону их увеличения приведет к некоторому изменению остальных величин, но оно не будет значительным.

Мы отвлеклись от истории вопроса потому что, как ни странно, нигде в литературе мы не нашли анализа и критики работы [215]. Она прошла незамеченной, хотя в ней формулировалась новая гипотеза природы Тунгусского тела и делался новый, оригинальный подход к задаче. Читатель может спросить, а почему В.А. Бронштэн тогда же, в 1984 г. или чуть позже, не раскритиковал эту работу? Скажем прямо: он устал от борьбы и полемики. Однажды во время одной из таких схваток он потерял сознание и упал⁴.

К счастью, В.П. Коробейников и его коллеги сами заметили допущенную ими в [215] ошибку и в работах 1990-1991 гг. [218, 219] полностью исправили ее, введя в выражение для E₁ множитель (1 + v²). Для параметра они взяли три значения: 0,5х10^-12, 1,5х10^-12 и 5х10^-12, полагая наиболее вероятным для льда среднее значение. Как следует из данных наблюдений, в конце пути болидов более вероятно последнее значение, хотя наилучшее согласие с данными о плотностях ядер комет [265] дают значения = (2-10)х10^-12.

В работе [219], вообще-то почти идентичной [218] (многие абзацы дословно повторяются), в конце приводятся оценки начальной массы тела и скорости входа: m_вх = 1,1х10⁵ т, v_вх = 35 км/с. Если оценка скорости вполне реалистична и позволяет авторам сделать вывод о близости орбиты Тунгусского тела к орбите кометы Энке, то оценка массы занижена более чем на порядок, как показывает ее сравнение с другими оценками (см. с. 146-147). Это означает, что и начальная кинетическая энергия, и энергия взрыва у Коробейникова и его коллег занижены, по крайней мере, в 5 раз. Здесь мы имеем еще один пример того, как порой математические расчеты заслоняют суть дела, данные наблюдений и экспериментов.

Работа [219] была последней, наряду с [452], уже посмертной публикацией П.И. Чушкина, скончавшегося в 1990 г. После его кончины коллектив, возглавлявшийся В.П. Коробейниковым, распался. Л.В. Шуршалов совместно с П.В. Плотниковым продолжал разрабатывать модель входа в атмосферу плотного пылевого облака [296-298]. Эти работы могут представить интерес при рассмотрении встречи Земли с пылевыми оболочками комет. В.П. Коробейников с новой группой сотрудников начал разрабатывать вопрос о прогрессивном разрушении крупных тел (в том числе кометного состава) в атмосфере Земли [217, 220, 221, 452]. Об этих работах будет рассказано в гл. XIII.

Какие выводы можно сделать из дискуссии между группой Коробейникова и В.А. Бронштэном? В ней сказались как преимущества, так и недостатки участников дискуссий, так сказать, профессионального характера. Газодинамики В.П. Коробейников и П.И. Чушкин безусловно в вопросах газовой динамики были более компетентны, чем астрофизик В.А. Бронштэн, что позволило им, постепенно совершенствуя методику, получить более надежные результаты. С другой стороны, Бронштэн превосходил их в чисто метеорных вопросах, стремился всемерно использовать данные наблюдений, показания очевидцев, оценки массы Тунгусского тела различными способами, данные о ядрах комет. Некорректными приемами со стороны группы Коробейникова являлись их попытки приписать Бронштэну и Бояркиной оценку энергии взрыва в 150 Мт, которой они не делали, неоднократные заявления об отсутствии в их работах фигур типа "бабочек" (такие фигуры были ими получены и опубликованы в [44]), и вообще стремление всячески опорочить значение их работы. Бронштэна, в свою очередь, можно упрекнуть в неучете силы тяжести, в огульном заявлении, будто метод Луцки-Лехто дает ошибку на 200%, а также в некоторых мелких ошибках, которые были им тогда же признаны в [46, 48].

Остается еще один вопрос, так и не получивший ответа: почему методика Луцки-Лехто (МПС) давала хорошее согласие с точными расчетами, с учетом силы тяжести? Ведь учет силы тяжести в методе Луцки-Лехто не заложен. Остается предположить, как это сделал В.А. Бронштэн [48], что здесь мы имеем случайную компенсацию двух эффектов: тяготения и противодавления.

Нужно подчеркнуть, что никаких принципиальных разногласий между двумя группами исследователей не было. Различия были только в оценках энергии взрывной и баллистической волн, а также в угле наклона траектории. Мы уже говорили в конце гл. XI о работе В.А. Хохрякова [379], который обратил внимание на возможность изменения угла наклона траектории Тунгусского тела в случае аэродинамического качества, не равного нулю. В работе Хохрякова был рассмотрен случай рикошета Тунгусского тела от плотных слоев атмосферы и вылета его обратно в космическое пространство, подобно болиду 10 августа 1972 г. [422].

Обе дискутирующие группы одобрили работу Хохрякова и взяли ее себе на вооружение. В.А. Бронштэн [53] в 1987 г. указал на то, что таким путем можно объяснить изменение угла наклона траектории Тунгусского метеорита с начального значения 15° (вытекающего из показаний очевидцев) до 40° (следующего из расчетов группы Коробейникова). В.П. Коробейников, П.И. Чушкин и Л.В. Шуршалов провели серию расчетов [215], показав, что это действительно могло быть, и определив необходимые для этого условия.

¹ При изложении этой дискуссии автор стремится быть объективным и описывать происходившее как бы глядя со стороны.
² Здесь р, — давление и плотность, g — ускорение силы тяжести, z — вертикальная координата, t — время.
³ Мы заменили здесь некоторые обозначения работы [215] на общепринятые.
⁴ Эта книга рассказывает об истории исследований Тунгусской проблемы. Данный эпизод (это было 24 мая 1977 г.) - тоже крупица этой истории.

Войти в систему

Глава XII. Ударные волны Тунгусского метеорита