Испарение и разрушение метеорного тела в атмосфере

• Автор: Барри, Наталья Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 75 с. : ил.

1. ОБРАТНАЯ ЗАДАЧА
1.1. Модель единого тела
1.2. Определение параметров метеорного тела с помощью метода наименьших квадратов
2. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ НА ТРАЕКТОРИЮ БОЛИДА
2.1. Модель последовательного дробления (Обзор)
2.2. Аппроксимация траекторий наблюдаемых болидов с учетом дробления
2.3. Болид Бенешов
2.3.1. Краткое описание болида Бенешов
2.3.2. Решение обратной задачи и результаты
3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФРАГМЕНТОВ РАЗРУШЕННОГО МЕТЕОРНОГО ТЕЛА В ПОТОКЕ
3.1. Модель разлета двух фрагментов разрушенного метеороида
3.2. Модель разлета фрагментов разрушенного метеороида по слоям
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Проблема движения в земной атмосфере крупных космических тел, способных пройти сквозь атмосферу и выпасть на поверхность планеты в виде метеоритов, представляет в настоящее время большой интерес.
Известно, что около 70 000000 метеороидов проникают в атмосферу Земли каждый день, из них более 1000 кг (около 1%) метеорного вещества достигает ее поверхности [35]. Для маленьких тел (1 мм — 1 см) большое количество данных получено с помощью методов метеорной астрономии (радиолокация, телевизионные и фотографические наблюдения). Крупные тела (1-10 км и более) обнаруживаются обычными астрономическими наблюдениями (телескопы). Тела “промежуточных” размеров стали наблюдаться сравнительно недавно [40].
Наблюдение за такими телами и интерпретация наблюдательных данных позволяет выяснить, какова вероятность их падения, каковы их свойства, характерные особенности пролета через атмосферу и последствия этих падений. Выяснение этих вопросов позволит более достоверно оценить астероидную опасность.
Для сбора информации о притоке метеорного вещества на Землю был создан ряд болидных сетей в США, Канаде и Чехословакии. К последней присоединились наблюдательные станции ряда Европейских стран, Европейская сеть действует до сих пор. Предполагалось, что оптическая регистрация болидов, их кривых светимости и траекторий будет способствовать нахождению упавших метеоритов, однако, наблюдательными сетями были обнаружены лишь три метеорита (Пршибрам, Лост-Сити, Иннисфри). Тем не менее, был собран уникальный наблюдательный материал, анализ которого продолжается и по сей день.
Кроме наземных наблюдательных сетей существует еще и система наблюдений, базирующаяся на спутниках. Геостационарные спутники США,

отмечают яркие вспышки в атмосфере Земли, вызванные внедрением весьма крупных метеороидов. Достоинством нового подхода является независимость от погодных условий, охват широкой территории, а также использование фотоэлектрических датчиков с высоким разрешением по времени, позволяющих зарегистрировать особенности формы импульса излучения и на их основе выявить тонкие особенности происходящих процессов. Однако лишь в единичных случаях определяется угол наклона траектории и начальная скорость.
Одной из фундаментальных проблем метеорной физики служит определение доатмосферной массы болидообразующих тел. Интенсивность метеорного явления определяется кинетической энергией тела при входе к внешней атмосфере планеты. Как известно, скорость тел при входе в атмосферу Земли лежит в относительно узком диапазоне 11,2 < Уе< 72,8 км/с, так что разброс значений скоростного вклада в кинетическую энергию не превышает 50 раз. Вместе с тем значение массы метеорного тела может изменяться в существенно более широком диапазоне, от долей грамма (микрометеоры) до сотен тысяч тонн (Тунгусское космическое тело), т.е. на 12-14 порядков. Кроме того, скорость входа сравнительно просто определяется в наблюдениях начального участка атмосферной траектории. Напротив, надежные способы определения массы входа, содержащие оценку точности результата, в настоящее время отсутствуют.
Существует несколько моделей, описывающих движение метеорных тел в атмосфере. Модель единого тела изучалась и использовалась многими авторами: [47] - [49], [53] - [55], [18] - [20], [21], [23]. В работе [29] предложена аппроксимация аналитического решения для этой модели простыми функциями.
Физическая модель последовательного дробления метеороида была предложена в работе [36] и использована там для получения серии

4 з 4 з
N--яг = -^лЯ > т-е- г= ^з для метеороида сферической формы
4 з з А!
радиуса Я, N - яг = 2я Я , т.е. г = ——щ для метеороида 3 (3 А^)
цилиндрической формы (радиус основания цилиндра Я, высота 2Я).
Попробуем разместить N фрагментов радиуса г по слоям внутри шара или цилиндра и подсчитаем количество необходимых слоев и число фрагментов в каждом слое. Слоем в случае сферического тела будем считать объем, заключенный между сферами радиуса г{2г — 1) и г(2/ +1); / >1, где I - номер слоя. Нулевым слоем (т.е. /-0) будет шар радиуса г, центр которого совпадает с центром сферического метеороида.
Количество фрагментов в слое для />1 будет определяться из соотношения:
8 3 л ~ ■ 2 .
-ят (12/ +1)
= ^ -5 = |(12/Ч1). (3.6)

здесь объем слоя сферического метеороида делится на объем куба с ребром 2г. В качестве делителя выбран объем куба (а не сферы) по следующим соображениям. Если некоторый объем разделить на объем сферы, получится число, значительно превышающее количество сфер, которые реально могут уместиться в этом объеме. Понятно, что это происходит из-за того, что между соприкасающимися сферами образуются довольно большие зазоры. Хотя и это не может дать нам точного количества сферических фрагментов, помещающихся в слое. Кроме того, необходимо будет брать целую часть К.
Для того чтобы определить, как долго отходящий (внешний) слой будет взаимодействовать с центральной (неподвижной) частью, необходимо знать ее размер на каждом этапе. Зная количество слоев