Челябинский метеорит взорвали в компьютере

Четыре с половиной года назад, 15 февраля 2013 года, 20-метровый астероид прошил небо над Уралом и создал яркий след, попавший на сотни камер мобильных телефонов и автомобильных видеорегистраторов. Челябинский метеорит ворвался в атмосферу на скорости 20 километров в секунду, имел массу около 10 тыс. тонн, а при его взрыве выделилась энергия, в 30 раз превосходившая энергию атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму.

Радиус разрушений достигал ста километров: весь мир тогда облетели кадры разрушенного склада Челябинского цинкового завода, где-то были выбиты стекла, а в библиотеке Еманжелинска треснула статуя Пушкина.

1200 человек тогда пострадали от ударной волны и обломков стекла.

Ученые NASA при помощи суперкомпьютера Pleiades в Исследовательском центре Эймса провели трехмерное моделирование входа этого гигантского метеорита в плотные слои атмосферы и его разрушения в воздухе.

Для этого инженеры использовали пакет программ Cart3D, позволяющий моделировать и визуализировать движение в атмосфере объектов различной аэродинамической формы. Это позволило рассчитать распространение ударной волны от смоделированного астероида в окрестностях крупного города. Такие вычисления помогли сравнить рассчитанные параметры удара с реальными показателями и разрушениями, зафиксированными на местности площадью свыше 40 тыс. кв. км. Оказалось, что по времени прихода волны к различным участкам поверхности ученые ошиблись не более чем на одну секунду.

Michael Aftosmis, NASA/Ames

«Мы провели одно из самых детальных моделирований этого события, — пояснил Майкл Афтосмис, инженер, руководивший моделированием. — Мы смогли быстро реализовать несколько сценариев, поскольку пакет Cart3D, обычно используемый для аэродинамического анализа, в десятки раз быстрее, чем большинство кодов, используемых в численном трехмерном моделировании того, как астероиды плавятся, испаряются и разрушаются при входе в атмосферу».

По словам ученых, подобный расчет поможет в оценках того, какой ущерб принесет взрыв аналогичного метеорита не над сушей, а над океанской поверхностью.

Важный вопрос тут — в каком случае разрушения будут сильнее и какова вероятность возникновения цунами.

«Мы были довольно удивлены, — пояснил Афтосмис. — Каждый думал, что цунами (в таком случае) представляет большую угрозу». Помимо моделирования конкретных ударов из космоса ученые разработали сложную модель для оценки общего риска, который несут в себе околоземные астероиды. Запущенная на компьютере Pleiades, эта программа сумела просчитать последствия миллионов ударов, которые способны нанести астероиды всех возможных размеров, траекторий и других свойств.

Используя эти данные, ученые смогли оценить, какие размеры астероидов представляют максимальную угрозу и заслуживают заблаговременного отслеживания, а также какая стратегия их обнаружения наиболее применима.
Что касается природы самого Челябинского метеорита, то уже к концу марта 2013 года были собраны основные сведения о нем, которые впоследствии подтвердились. Карта разрушений, представленная МЧС, указывала на эффект бабочки — области повреждений домов поперек траектории движения болида, которые наблюдали и после падения Тунгусского метеорита век назад.

Установлено, что болид взорвался на высоте около 23 км, астероид принадлежал к хондритам группы LL, энергия взрыва составляла до 500 кт в тротиловом эквиваленте, а крупнейший из обломков действительно упал в озеро Чебаркуль, несмотря на то что были очевидцы, видевшие огромную полынью и до взрыва. Ученые оценили массу астероида в 1,3*107 кг, а размер — в 18–20 м. Главный фрагмент упавшего в озеро метеорита удалось поднять на берег, правда, расколов его на части, и сегодня он хранится в Челябинском краеведческом музее.

«Сейчас мы можем сказать, что вес основного осколка составил 654 кг. Помимо этого, было собрано еще около 100 кг мелких кусочков», — сообщил завкафедрой теоретической физики Челябинского госуниверситета (ЧелГУ) Александр Дудоров накануне первой годовщины челябинского события.