Tunguska.Ru
Добро пожаловать, %1$s. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
29 Сентябрь 2020, 17:27:30

:    
*
+  Tunguska.Ru
|-+  Архивные материалы
| |-+  Конференция Тунгуска-2003 (Модераторы: vitrom, obat)
| | |-+  Доклад Стулова В.П.
0 и 1 Гость просматривают эту тему. « предыдущая тема следующая тема »
: [1]
: Доклад Стулова В.П.  ( 5086 )
obat
Administrator
Tunguska.Ru
*****

Карма: Каждому свой досуг +0/-0
Оффлайн Оффлайн

: 66



« : 18 Март 2003, 12:04:58 »

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ВХОДА КРУПНЫХ БОЛИДОВ
В.П.Стулов
Институт механики МГУ им. М.В.Ломоносова
Мичуринский проспект, 1, Москва 119192
ENTRY MASS DETERMINATION FOR LARGE BOLIDES
V.P.Stulov
Institute of Mtchanics, Moscow Lomonosov State University
Michurinskii Ave., 1, Moscow 119192 Russia
Одной из фундаментальных проблем метеорной физики служит определение доатиосферной массы болидообразующих тел. Интенсивность метеорного явления определяется кине-тической энергией тела при подходе к внешней атмосфере планеты. Как известно, скорость тел при входе в атмосферу Земли лежит в относительно узком диапазоне 11 < Ve < 72 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.
Обзор существующих методов
Известные из литературы подходы к оценке массы входа можно условно разделить на две группы. В первую входят так называемые фотометрические методы, использующие све-тимость болида. Чаще всего встречается метод определения фотометрической массы Mph на основе формулы
     (1)

Здесь I — интенсивность свечения вдоль наблюдаемого участка траектории, tb, tt — началь-ное и конечное время для этого участка, τ — коэффициент пропорциональности. Формула (1) основана на предположении, что определяющий вклад в светимость дают пары материала тела. Детальные расчеты показывают, что это нельзя считать обоснованным, особенно для крупных тел.
   Другой подход, основанный на величине светимости, разработан И.В.Немчиновым с сотрудниками и назван методом радиационного радиуса (ссылки на оригинальные работы имеются в [1]). С использованием метода нестационарной аналогии авторы рассчитали таб-лицу светимости в зависимости от радиуса тела, скорости и высоты полета. Радиус наблюдаемого тела определяется затем по этой таблице по величине наблюдаемой светимости при тех же значениях скорости и высоты полета.
   Другую группу методов можно считать динамическими, поскольку в них масса тела определяется на основе торможения в атмосфере. Решение уравнений метеорной физики [2] содержит два безразмерных параметра: α (баллистический коэффициент) и β (параметр уно-са массы)
      (2)

Параметр α определяет область максимального торможения в атмосфере. Поскольку он два-жды содержит размер тела (Se и Me), его удобно переписать так
        (3)

где Ae — коэффициент формы тела.
   В динамических методах определяется параметр α (3) путем сравнения расчетной траектории с наблюдаемой. После этого при заданных Ae и плотности тела ρm определяется Me по формуле (3). Недостатком такого подхода служит именно необходимость априорного задания величин Ae и ρm, которые в наблюдения не определяются.
   Динамический подход, основанный на решении для траектории в переменных v, y (без-размерные скорость и высота) и методе наименьших квадратов, использовался нами ранее [2]. Другой подход, учитывающий дробление, предложен авторами [3] и назван ими методом гросс-фрагментации.
   Ниже приводятся фактические данные по определению массы входа болида Бенешов (EN070591) динамическими и фотометрическими методами.
Сведения о болиде Бенешов
Наблюдение и регистрация болида Бенешов произведены станциями Чешской части Евро-пейской болидной сети 7 мая 1991 года. По мнению одного из наблюдателей [4], это был один из наиболее ярких и детально документированных болидов. Начиная с высоты 42 км наблюдалось отделение фрагментов от основного тела. Всего до достижения высоты 24 км отделилось 4 фрагмента, первый из которых в процессе движения в свою очередь, разделил-ся надвое. При h = 24 км произошло окончательное дробление основного тела на три крупных и множество мелких осколков. Окончательное погасание болида состоялось на высоте 19 км при скорости все еще компактного роя V = 5.2 км/с [5]. Краткая характеристика болида приведена в таблице 1.


Параметры светящегося участка траектории, начало/конецСредний угол с горизонтомФотометрич.массаДлина траект.Продолжитель.Источник
Скорость, км/cВысота, кмград.кгкмсек. 
21.09/2.097.72/16.05-1500082.85.2[4]
   
21.18/4.9
90.71/16.7280.61300075.04.5[5]

Определение массы входа болида Бенешов
Решение задачи о траектории болида Бенешов методом наименьших квадратов показало, что наилучший результат дает модель единого тела с учетом абляции, при этом α = 7.8, β = 1.5. Оценка взаимной роли дробления и абляции обнаружила, что при Me = 28 кг унос массы абляцией составил 15.8 кг, а суммарный унос массы в наблюдавшихся фрагментах составил 7.2 кг.
   Результаты оценки массы входа болида Бенешов фотометрическими и динамическими методами сведены в таблицу 2.
Метод   наблюдения, Mph   наблюдения, Mph   м. радиаци-онного рад.   м. гросс-фрагментации   м. наименьших квадратов
Источник   [4]   [5]   [1]   [3]   данная работа
Me, кг   15000   13000   3000-4000   82   сфера: 28; плита 1х1х0.5: 523
Литература
1.   Borovicka J., Popova O.P. et al. Astron. Astroph. 334, pp. 713-728, 1998.
2.   Стулов В.П., Мирский В.Н., Вислый А.И. Аэродинамика болидов. М.: Наука, 1995.
3.   Ceplecha Z., Spurny P., et al. Astron. Astroph. 279, pp. 615-626, 1993.
4.   Spurny P. Planet Space Sci. 42, no. 2, pp. 157-162, 1994.
5.   Borovicka J., Spurny P. Icarus 121, pp. 484-510, 1996.
: [1]  
« предыдущая тема следующая тема »
:  

Powered by MySQL Powered by PHP SMF 2.0.15 | SMF © 2017, Simple Machines Valid XHTML 1.0! Valid CSS!
0.20480