Вісник Астрономічної школи, 2020, том 16, № 1, с. 8–15

https://doi.org/10.18372/2411-6602.16.02
Завантажити PDF
УДК 523.68

Фізика космічних вторгнень. I. Особливості траєкторій

Жиляєв Б.Ю., Відьмаченко А.П., Стеклов О.Ф., Похвала С.М., Верлюк І.А.

Головна астрономічна обсерваторія НАН України, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 27

Реферат

У даній статті представлені теоретичні розробки деяких питань фізики космічних вторгнень. Ми повідомляємо про відкриття нового ефекту – зміни яскравості і «бовтанки» в сліді метеора. Частота варіацій яскравості fc і коливання fm траєкторії, які можуть бути виміряні, є важливими інформаційними параметрами, які дозволяють нам отримувати оцінки всіх характеристик метеора, якщо його висота і швидкість відомі. Основні двосторонні спостереження автоматично визначають як висоту, так і швидкість вторгнення. Ми пропонуємо нову «техніку налаштування», яка дозволяє визначати метеорні характеристики при односторонніх спостереженнях. Суть нової техніки полягає в точному налаштування початкових параметрів імітаційної моделі вторгнення, поки розрахункові та виміряні частоти fc і fm не співпадуть. Ми виявили, що обертання грає важливу роль в динаміці метеорів; зокрема, вони можуть вибухнути через відцентрові сили, які перевищують міцність матеріалу. У разі односторонніх спостережень ми будуємо сітку моделей вторгнень, використовуючи програму Impact 4A на площині первинна «маса–швидкість» метеороїда. В результаті моделювання ми знаходимо висоту, на якій частотне відношення fc/fm збігається зі значенням, отриманим з вимірів для метеороїда, що вибухає. У статті описуються характеристики космічного вторгнення метеора, зображення якого отримано в Києві 12 серпня 2019 р. 22:52:57 UT. Амплітуда коливань яскравості становила близько 0,1 зоряної величини, амплітуда бовтанки – близько 4 кутових секунд. Використовуючи програму Impact 4A, швидкість перед входженням в атмосферу оцінювалася приблизно у 40 км/с; маса метеорита оцінювалася приблизно в 0,45 кг. Цей метеороїд досяг максимуму блиску на висоті 82,2 км. Ми знайшли оцінку залишкової маси близько 10 грам і залишкової швидкості близько 20 км/с. Ми виявили, що радіус спіральної траєкторії метеора на цій висоті становив близько 1,5 м. На цій висоті метеороїд досяг критичного значення швидкості обертання на своїй поверхні. У цей момент метеороїд вибухнув і зруйнувався.

Ключові слова: космічні вторгнення; методи: спостереження; методи обробки: фотометрія; об'єкти: метеори

Перелік посилань

  1. Petrov V.N. Some problems of the physics of meteors // Uspekhi Fizicheskikh Nauk. – 1939. – XXII, 4. – P.449–463.
  2. Lindemann F.A., Dobson G.N. Theory of Meteors // Proc. Roy. Astr. Soc. – 1922. – A102. – P.717.
  3. Collins G.S., Melosh H.J., Marcus R.A. Earth Impact Effects Program: A Web-based computer program for calculating the regional environmental consequences of a meteoroid impact on Earth // Meteoritics & Planetary Science. – 2005. – Vol. 40, No. 6. – P.817–840. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2005.tb00157.x
  4. Popova O.P., Sidneva S.N., Strelkov A.S., Shuvalov V.V. Formation of Disturbed Area Around Fast Meteor Body // Proc. of the Meteoroid 2001 Conf. 6–10 August 2001 (ESA SP-495, November 2001). – P.237–245.
  5. Mehta C., Perez A., Thompson G., Pasek M.A. Caveats to Exogenous Organic Delivery from Ablation, Dilution, and Thermal Degradation // Life. – 2018. – Vol. 8. – P.13. https://doi.org/10.3390/life8020013
  6. McKinley D. Meteor Science and Engineering. – Toronto: McGraw-Hill, 1961.
  7. Ceplecha Z., Borovicka J., Elford G., et al. Meteor phenomena and bodies // Space Sci. Rev. – 1998. – Vol. 84. – P.327–471.
  8. Prandtl L. Magnus effect and a wind ship // Uspekhi Fizicheskikh Nauk. – 1925. – Vol. V, No. 1–2. – P.1–27.
  9. Anderson J.D. Fundamentals of Aerodynamics: Second Edition. – McGraw-Hill, Inc., 1991.
  10. Küchemann D. Störungsbewegungen in einer Gasströmung mit Grenzschicht // Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik. – 1938. – Band 18, Heft 4. – P.207–222. https://doi.org/10.1002/zamm.19380180402
  11. Betz A. Introduction to the Theory of Flow Machines. – Oxford: Pergamon Press, 1966.
  12. Downs B. Impact 4A Software. Meteor Atmospheric Flight, 1998. https://www.spaceacademy.net.au/watch/debris/metflite.htm
  13. Slyuta E.N. Physical and Mechanical Properties of Stone Meteorites // Astronomical Bulletin. – 2017. – Vol. 51. – No. 1. – P.72–95.
  14. Campbell-Brown M.D., Koschny D. Model of the ablation of faint meteors // Astron. and Astrophys. – 2004. – Vol. 418. – P.751–758. https://doi.org/10.1051/0004-6361:20041001-1

Завантажити PDF