Цивилизация
Ученые из Института динамики геосфер (ИДГ) РАН создали модель, описывающую последствия падения на Землю крупных космических тел размером более 30 метров. Свои расчеты ученые сравнили с данными наблюдений за падением Челябинского метеорита в феврале 2013 года. Результаты работы, выполненной при поддержке Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Planetary and Space Science.
Крупные космические тела, масса которых составляет десятки тысяч тонн, ‒ нечастые «гости» на нашей планете. Самым известным случаем падения такого тела за последние десятилетия было Челябинское событие 15 февраля 2013 года. Первоначальный размер вошедшего в атмосферу тела ученые оценивают в 17 метров, а его массу ‒ в 10 тыс. тонн. Мощность энерговыделения составила несколько сотен килотонн в тротиловом эквиваленте, что в 20 раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму. Фатальных последствий не было потому, что взрыв произошел на большой высоте, а его энергия рассеялась по обширной площади.
Сотрудники ИДГ РАН проанализировали данные наблюдений за природными и техногенными катастрофами и разработали комплекс численных моделей, с помощью которых оценили опасные последствия падений на Землю крупных космических тел.
Основные поражающие факторы, которые представляют опасность для людей и хозяйственных объектов и были учтены в модели, – это параметры ударной волны (ее давление и скорость вызываемого ей ветра), тепловое излучение, атмосферные возмущения, в том числе ионосферные (возмущения в верхней части атмосферы, насыщенной ионами и свободными электронами).
Для описания разрушения крупных космических тел в атмосфере планет использовали жидкостную модель. Когда космический объект тормозится, он выделяет энергию и деформируется на высотах, где аэродинамическая нагрузка (давление воздуха) существенно превышает его прочность, поэтому он разрушается, и его рассматривают как жидкость (или состоящее из песка тело).
«Граница применимости нашей модели – объекты более 30–50 метров, но переходный случай Челябинского метеорита мы смогли описать достаточно хорошо. Получается, что модель применима для всех тел, которые могут принести более или менее существенные разрушения. Мы можем предсказать характеристики ударной волны, размер зоны разрушения и массовых пожаров, амплитуду ионосферных возмущений, размер образовавшегося кратера», ‒ рассказал один из авторов работы, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией математического моделирования геофизических процессов ИДГ РАН Валерий Шувалов.
По заверениям специалистов, вероятность падения таких космических тел, как челябинское и тунгусское (размер около 60–80 метров), крайне невелика, но даже самые мощные телескопы не могут их оперативно зафиксировать. В настоящее время астрономы отслеживают большую часть больших космических тел, диаметр которых измеряется в километрах. Их падение можно будет предсказать задолго до приближения к Земле.
«Объектов диаметром несколько десятков и сотен метров очень много, а обнаружить их на данный момент практически невозможно. Челябинское космическое тело было еще достаточно маленьким, а вот тунгусское, диаметр которого был чуть меньше 100 метров, способно было уничтожить крупный мегаполис, например Москву», ‒ комментирует Валерий Шувалов.
