Какому количеству мегатонн тротила соответствует падение метеорита?

Какому количеству мегатонн тротилового эквивалента соответствует падение метеорита?

На днях прочитал сообщение, что через несколько лет в опасной близости от земли пролетит метеорит (астероид) (длиной около полутора километров и массой три миллиарда тонн. Чем грозит встреча с Землей такого метеорита?

Есть еще один опасный астероид, масса которого значительно меньше, но вероятность столкновения намного выше. Это Апофис, средний диаметр которого оценивается в 370 метров. Через 7 лет он пролетит на очень близком расстоянии от Земли - примерно на радиусе геостацинарной орбиты, на которой находятся наши спутники (35800 километров от поверхности). Сейчас это не опасно (может случайно зацепить спутник, болтающийся на этой высоте), но при прохождении мимо Земли за счет ее гравитации орбита отклонится, и в следующий раз может пройти значительно ближе

Чем грозит его столкновения с Землей? Я профессиональный расчетчик, создаю мат.модели физических процессов в технических системах. И предлагаю оценку последствий. Потренируемся на челябинском метеорите

Челябинский метеорит, по оценкам, имел длину 17-19 метров, массу 11 тысяч тонн и скорость относительно Земли 16,8 километра в секунду.

Запас кинетической энергии по изветной формуле mV2/2 равен 1,55 триллионов джоулей.

А теперь как перевести в тротиловый эквивалент, и что это такое?

Тротиловый эквивалент -энергия, выделяющаяся в химической реакции разложения 1 килограмма тринитротолуола (тротила), принимается в среднем 4,18 Мегаджоуля на 1 кг. Сравним эту энергию с теплотой сгорания, например, 1 кг бензина-керосина. Он при сгорании дает аж 43 мегаджоуля, соответственно 1 кг тротилового эквивалента дают всего прмерно 98 грамм бензина. Для его полного сгорания нужно 300 г кислорода, который содержится в 1,3 кубометра воздуха. Таким образом 1 кг тротила по энергии соответствует сгоранию 400 грамм бензино-кислородной стехиометрической смеси.

Так вот, кинетическая энергия челябинского метеорита, 1,55 триллиона джоулей эквивалентна 370 килотонн тротила -примерно 20 хиросимским бомбам. Примерно такая же оценка фигурировала в прессе -300-400 килотонн.

А теперь оценим важный параметр - отношение мощности взрыва в тоннах тротила к массе метеорита. 370 тыс. тонн тротила делим на 11 тысяч тонн, получаем примерно 34 тонны тротилового эквивалента на 1 тонну массы метеорита. Эта величина для скорости столкновения с Землей 16,8 км/с.

Что касается Апофиса, средний диаметр оценивается в 370 метров, масса - 27 миллионов тонн, скорость значительно меньше, чем у Челябинского метеорита - 7,42 км/с. И отношение тротилового эквивалента к массе метеорита будет значительно меньше - 6,55 тонн тротила на тонну метеоритного вещества. Это потому что скорость в космических масштабах небольшая - меньше первой космической. Видимо, движется по орбите "вдогон" Земли. Кстати, скорость Земли относительно Солнца - 29,7 км/сек.

Ну, и, наконец, мощность, выделяемая при столкновении с Апофисом - 176 мегатонн. Это примерно 3 "кузькиных матери", взорванных при Хрущеве на Новой Земле. Все зависит от того, куда шарахнет такой метеорит. Если, например, по Антарктиде, то последствия будут незначительны, может накрыть полярные станции с несколькими десятками человек, если попадет в мегаполис, тот будет уничтожен вместе с пригородами. Для ядерной бомбы зона сильных разрушений пропорциональна корню кубическому из мощности. Для 100 мегатонн это примерно радиус 50 км, для 176 мегаватт- примерно 60 километров. Мелкой страны, типа Бельгии, не будет.

Почему разрушения от Челябинского метеорита невелики? Ведь его мощность в 20 раз больше Хиросимской бомбы?

Разрушения от ядерной бомбы зависят от высоты подрыва. Если взорвать бомбу на поверхности земли, часть энергии уйдет на избыточные разрушения в эпицентре, но радиус поражения снизится. Поэтому хиросимская и нагасакские бомбы были взорваны на определенной высоте. Считается обычно от 3,5 до 10 метров на корень кубический из количества тонн (для мегатонной бомбы это 350-1000 метров от поверхности земли. Если ближе к поверхности, то значительная часть воздушной волны отражается от поверхности земли и уходит в стратосферу.

Конкретно Челябинский метеорит летел под небольшим углом к поверхности, более долгое время летел в атмосфере, значительная часть энергии погасилась за счет аэродинамического трения, выделилась в виде тепла (а значит, энергия выделилась не мгновенно, в виде взрыва, а в течении нескольких секунд). Кроме того, он раскололся на несколько частей, что увеличило аэродинамическое сопротивление и диссипацию энергии.

Для более крупного метеорита это уже не пройдет. С ростом диаметра аэродинамические силы растут в квадрате диаметра, а массовые и инерционные - в кубе диаметра. И для метеорита размером в сотни метров замедление из-за трения в атмосфере будет уже несущественно. При увеличении диаметра метеорита масса растет пропорционально кубу размера, а радиус поражения-пропорционально корню кубическому из диаметра. Поэтому, если диаметр метеорита увеличится в 10 раз, радиус поражения увеличится также в 10 раз, а площадь поражения - в 100 раз. Как-то так.

В заключение для разрядки анекдот:

В N-ской ракетной части произошел незапланированный запуск баллистической ядерной ракеты. Примчалось высокое начальство из минобороны, выстроили всех на плацу. Генерал: -кто нажал кнопку № 23? Все молчат... -Повторяю... - В общем, полковник, разберитесь и доложите!!!

Начальство уехало, командир полка прикинул, какая смена дежурила, спрашивает у старлея: - ты нажал кнопку? - я, товарищ полковник! -Как же тебя угораздило? - Да у меня был день рождения, ну, мы слегка выпили, поставил стакан на кнопку, она возьми и взлети!

-Ну ладно, хрен с ней, с Голландией, но чтоб на дежурстве больше не пил !!