За метеоритите
на нашия император Пу метеорит падна на главата)))
Един въпрос към познавача на метеоритите, светнете ме по каква причина метеоритите могат да експлодират в атмосферата и какви разновидности?
Причините за експлозията (и физиката на метеоритите като цяло) са описани перфектно от някой по-долу (моите уважения към този човек). Те нямат толкова много разновидности: всичко зависи главно от съотношението желязо към силиций.
Според космически изследователи се оказа, че дължината на метеорита, който е влязъл в атмосферата над Челябинска област, е 17 метра, а масата е около 10 хиляди тона. Минималната скорост на космическото тяло беше на ниво от 54 хиляди километра в час. НАСА съобщава още, че експлозията на това небесно тяло е станала на височина 30-50 километра над морското равнище.
Явленията на проникването на космически тела в атмосферата имат три основни етапа: 1. Полет в разредена атмосфера (до височини около 80 км), където взаимодействието на молекулите на въздуха е от корпускуларен характер. Частиците на въздуха се сблъскват с тялото, залепват за него или се отразяват и му предават част от енергията си. Тялото се нагрява от непрекъснатото бомбардиране на въздушни молекули, но не изпитва забележимо съпротивление и скоростта му остава почти непроменена. На този етап обаче външната част на космическото тяло се нагрява до хиляда и повече градуса. Тук характерният параметър на задачата е отношението на средния свободен път към размера на тялото L, което се нарича числото на Кнудсен Kn. В аеродинамиката е обичайно да се взема предвид молекулярният подход към въздушното съпротивление при Kn>0.1. 2. Полет в атмосферата в режим на непрекъснат въздушен поток около тялото, т.е. когато въздухът се счита за непрекъсната среда и атомно-молекулярната природа на неговия състав не се взема изрично предвид. На този етап се получава удар на главата пред тялото.вълна, последвана от рязко повишаване на налягането и температурата. Самото тяло се нагрява поради конвективен топлообмен, както и поради радиационно нагряване. Температурата може да достигне няколко десетки хиляди градуса, а налягането - стотици атмосфери. При рязко спиране има значителни претоварвания. Има деформации на телата, разтопяване и изпаряване на техните повърхности, увличане на маса от насрещния въздушен поток (аблация). 3. При приближаване към земната повърхност плътността на въздуха се увеличава, съпротивлението на тялото се увеличава и то или практически спира на всяка височина, или продължава пътя си до директен сблъсък със Земята. В този случай често големите тела се разделят на няколко части, всяка от които пада отделно на Земята. При силно забавяне на космическата маса над Земята, съпровождащите я ударни вълни продължават движението си към земната повърхност, отразяват се от нея и предизвикват смущения в ниските слоеве на атмосферата, както и на земната повърхност. Процесът на падане на всеки метеороид е индивидуален. Не е възможно в една кратка история да се опишат всички възможни характеристики на този процес.
4. Физични явления, причинени от полета на метеороид в атмосферата Скоростта на тялото, падащо на Земята отдалеч, близо до нейната повърхност, винаги надвишава втората космическа скорост (11,2 km/s). Но може и много повече. Скоростта на земната орбита е 30 km/s. Когато пресичат орбитата на Земята, обектите от Слънчевата система могат да имат скорост до 42 km/s (= 21/2 x 30 km/s). Следователно, по противоположни траектории, метеороидът може да се сблъска със Земята със скорост до 72 km/s. Когато метеороид навлезе в земната атмосфера, възникват много интересни явления, които само ще споменем. Първо, тялото взаимодейства с много разредената горна атмосфера, къдеторазстоянията между газовите молекули са по-големи от размера на метеороида. Ако тялото е масивно, това по никакъв начин не се отразява на неговото състояние и движение. Но ако масата на тялото леко надвишава масата на молекулата, тогава тя може напълно да се забави вече в горните слоеве на атмосферата и бавно ще се утаи на земната повърхност под въздействието на гравитацията. Оказва се, че по този начин, тоест под формата на прах, основната част от твърдата космическа материя попада на Земята. Смята се, че около 100 тона извънземна материя навлиза в Земята всеки ден, но само 1% от тази маса е представена от големи тела, които имат способността да достигат до повърхността. Забележимо забавяне на големи обекти започва в плътните слоеве на атмосферата, на височини под 100 km. Движението на твърдо тяло в газова среда се характеризира с числото на Мах (М) - отношението на скоростта на тялото към скоростта на звука в газа. Числото M за метеороид варира в зависимост от височината, но обикновено не надвишава M = 50. Пред метеороида се образува ударна вълна под формата на силно компресиран и нагрят атмосферен газ. Взаимодействайки с него, повърхността на тялото се нагрява до топене и дори изпаряване. Насрещните газови струи пръскат и отнасят разтопен, а понякога и твърд натрошен материал от повърхността. Този процес се нарича аблация Горещите газове зад фронта на ударната вълна, както и капчици и частици материя, отнесени от повърхността на тялото, светят и създават феномена на метеор или огнена топка. При голяма телесна маса феноменът на огнена топка е придружен не само от ярко сияние, но понякога и от звукови ефекти: силен взрив, като от свръхзвуков самолет, гръм, съскане и т.н. Ако масата на тялото не е твърде голяма и скоростта му е в диапазона от 11 km / s до 22 km / s (това е възможно по траектории, "догонващи" Земята), тогава има време да се забави в атмосферата. СледТози метеороид се движи с такава скорост, при която аблацията вече не е ефективна и може да достигне земната повърхност непроменен. Забавянето в атмосферата може напълно да потуши хоризонталната скорост на метеороида и по-нататъшното му падане ще се случи почти вертикално със скорост 50-150 m/s, при която силата на гравитацията се сравнява със съпротивлението на въздуха. С такива скорости повечето метеорити паднаха на Земята. С много голяма маса (повече от 100 тона) метеороидът няма време нито да изгори, нито да се забави силно; удря повърхността с космическа скорост. Възниква експлозия, причинена от прехода на голяма кинетична енергия на тялото в топлинна енергия и се образува експлозивен кратер на земната повърхност. В резултат на това значителна част от метеорита и околните скали се топят и изпаряват. Често се наблюдават метеорни потоци. Те се образуват от фрагменти от метеороиди, които се срутват по време на падането. Пример за това е метеорният поток Сихоте-Алин. Изчисленията показват, че когато твърдо тяло се спуска в плътни слоеве на земната атмосфера, то е подложено на огромни аеродинамични натоварвания. Например, за тяло, движещо се със скорост 20 km/s, разликата в налягането върху предната и задната му повърхност варира от 100 atm. на височина 30 км до 1000 атм. на надморска височина 15 км. Такива товари са в състояние да унищожат по-голямата част от падащите тела. Само най-издръжливите монолитни метални или каменни метеорити са в състояние да им устоят и да достигнат земната повърхност.