Fizyka LO Turek
Start
Nauczyciele
Nauczanie
Konkursy
Ciekawostki
Aktualności
Astronomia
Struktura materii
Doświadczenia domowe
Testy z fizyki
Spis treści i wyszukiwarka
Hosted by:
W kręgu fizyki LO Turek
« Poprzednia  Następna »
Zagadki 
Zagadka meteorytu tunguskiego
zniszczenia po uderzeniu
Rano 30 czerwca 1908 roku w centralnej Syberii, na niezamieszkanych terenach, nastąpił gwałtowny wybuch. Najprawdopodobniej jakieś obce ciało eksplodowało kilka kilometrów nad ziemią, a ogłuszający huk i słychać było w promieniu 800 kilometrów. Niezwykle gorąca fala uderzeniowa spowodowała powalenie syberyjskiego lasu na powierzchni dwa tysiące kilometrów kwadratowych. Popalone drzewa zostały złamane niczym zapałki. Zniszczonych zostało około 80 milionów drzew. Po eksplozji z ziemi podniosła się gigantyczna, wysoka na 20 km chmura pyłu.
Skutki wybuchu zarejestrowane zostały w obserwatoriach meteorologicznych w całej Rosji, a nawet w Waszyngtonie. W Europie obserwowano świecenie nocnego nieba przez kilka kolejnych dni po wybuchu. Światło było tak intensywne, że o północy w Paryżu można było czytać drobny druk, nie zapalając lampy.
Przy założeniu, że katastrofę spowodowała planetoida, oszacowano jej średnicę na 50-80 metrów. Do dziś nie udało się znaleźć żadnych szczątków tego obiektu i być może został on całkowicie zniszczony. Może to świadczyć, że w ziemską atmosferę wleciała bryła kosmicznego lodu, czyli kometa. W komecie znajdują się zwykle także domieszki sodu, wapnia i potasu, cynku i żelaza. Substancje te spalając się w atmosferze dają wielobarwne światła. Tym można tłumaczyć kolorowe obłoki i jaskrawe zorze, które pojawiły się po upadku meteorytu.
Brak rozwiązania zagadki meteorytu tunguskiego spowodowany jest trudnym dostępem do terenów katastrofy. Teren jest bagnisty, a klimat nieprzychylny. Pierwsze badania uczonych rosyjskich nastąpiły dopiero 20 lat po kataklizmie i powtarzane były kilkakrotnie. Dopiero niedawno na miejsce katastrofy dotarły ekipy badawcze z innych krajów. wizja uderzenia meteorytu
Różne teorie wytłumaczenia tego wydarzenia:
  • Najprawdopodobniej był to kamienny meteoryt o średnicy około 60m, który eksplodował i uległ zniszczeniu na wysokości 5-10km nad powierzchnią Ziemi. Za mała planetoidą przemawiają ślady mikrocząsteczek znalezione niedawno w żywicy powalonych drzew.
  • Być może przeleciała bardzo blisko jakaś kometa lub kometa rozpadła się kilka kilometrów nad powierzchnią Ziemi i wyparowała, obserwowane białe noce mogły być skutkiem rozpraszania się światła słonecznego na jej warkoczu. Za kometą przemawia brak krateru bowiem lód i dwutlenek węgla musiały wyparować przy wybuchu, a pył został wyrzucony do górnych warstw atmosfery.
  • Inną hipoteza mówi, że z kosmosu spadł na Ziemię odruch antymaterii. Niestety nie znamy obecnie takich rozmiarów obiektów zbudowanych z antymaterii.
  • Naukową teorią jest przypuszczenie, że doszło do zderzenia z miniaturową czarną dziurą.
  • Według innej hipotezy przyczyną eksplozji było gwałtowne zapalenie się metanu, który uwolnił się z bagnistego gruntu i wraz z powietrzem utworzył mieszankę wybuchową.
  • Zwolennicy ingerencji obcych cywilizacji tłumaczą to awarią obcego statku kosmicznego lub próbną eksplozją przybyszów z innych cywilizacji.
    Czym naprawdę był meteoryt tunguski - tego chyba nigdy się nie dowiemy.
    ślady meteorytu
    Ślady na niebie spadającego meteorytu w Czelabińsku

    Wybuch meteorytu nad Czelabińskiem

    15 lutego 2013 roku nad Czelabińskiem na Syberii nastąpił wybuch małej planetoidy. Eksplozja była największym tego typu wydarzeniem od czasu katastrofy tunguskiej. Według obliczeń obiekt ten wszedł w ziemską atmosferę z prędkością 19km/s, miał średnicę około 20 metrów i uległ rozpadowi na wysokości 30 km nad powierzchnią Ziemi. Według modelu opracowanego przez naukowców około trzy czwarte meteoroidu wyparowało. Reszta przekształciła się w pył, a jedynie 0,05 procent czyli około 5 ton spadło na powierzchnię, jako meteoryty. Chmura pyłu była tak gorąca, że świeciła na pomarańczowo. Największy fragment, który udało się w październiku br. wydobyć z jeziora Czebarkuł, waży około 650 kg. Fala uderzeniowa spowodowała uszkodzenia w odległościach do 90 km.
    Meteoryt spowodował wiele szkód. W Czelabińsku zawalił się dach i runął fragment muru w fabryce cynku. Poważnie uszkodzona została też jedna z tamtejszych szkół. Ucierpiał także budynek Czelabińskiego Uniwersytetu Państwowego. W wielu domach z okien powypadały szyby. Dla obserwatorów z okolicy był jaśniejszy niż Słońce i spowodował oparzenia słoneczne u niektórych osób. Ponad 1200 osób trafiło do szpitali, głównie pokaleczonych odłamkami szyb.


    Groźba zderzenia planetoidy z Ziemią

    wizja uderzenia meteorytu W głównym pasie planetoid Układu Słonecznego znajduje się od 1,1 do 1,9 milionów planetoid o rozmiarze przekraczającym kilometr. Orbity od 500 do 1000 z nich przecinają się z orbitą ziemską. Możliwe jest więc zderzenie planetoidy z Ziemią. Statystycznie takie katastrofy zdarzają się raz na 100-300 tysięcy lat, na co wskazują ślady na naszej planecie.
    Wykrycie groźnych planetoid stanowi wielki problem. Znajdują się one bowiem pomiędzy Ziemią i Słońcem, a więc żeby je dostrzec, trzeba skierować teleskopy wprost na Słońce. 12 marca 2002 tego roku jedna z takich planetoid, oznaczona 2002EM7, przecięła ziemską orbitę zbliżając się do naszej planety na odległość zaledwie 464 tysięcy kilometrów, a wykryto ją w ostatnim momencie. Miała średnicę 50-70 metrów, a więc była wielkości meteorytu tunguskiego. 14 czerwca 2002 roku asteroida, o tymczasowej nazwie 2002MN przeleciała obok Ziemi w odległości zaledwie 120 tysięcy kilometrów. Miała średnicę 50-120 metrów.
    Istnie konieczność śledzenia wszystkich planetoid i ewentualne zapobiegnięcie katastrofie. NASA otwarła pod koniec marca 2002 roku stronę internetową, na której znajduje się tam lista znanych planetoid, które mają najbardziej zbliżyć się do Ziemi w ciągu najbliższych 100 lat, wraz z ich rozmiarami oraz prawdopodobieństwem zderzenia z Ziemią.


    Uniknięcie zderzenia z planetoidą

    Wylądowanie i popchnięcie

    popchnięcie planetoidy Idea kosmicznego pchacza jest bardzo prosta. Statek kosmiczny wysłany z Ziemi ląduje na planetoidzie, a następnie włączany jest silnik, który powoduje popychanie planetoidy. Jest to jakby holowanie planetoidy. Największą zaletą tego scenariusza jest to, że pozwala on na dużą precyzję. Należy jedynie rozwiązać techniczne problemy związane z manewrowaniem statkiem i przytwierdzeniem go do powierzchni planetoidy.
    Taki projekt powstał w 2002 roku w stanach Zjednoczonych, gdzie powstała fundacja B612. Jest to niezależna i niedochodowa organizacja, stawiająca sobie za cel opracowanie i zademonstrowanie technicznych możliwości zmiany trajektorii planetoidy. Zakłada ona lot statku kosmicznego zasilanego reaktorem atomowym do planetoidy o średnicy 200 metrów i wylądowanie na jej powierzchni. Następnie przez 3 miesiące silnik jonowy działając siłą zaledwie 2,5 niutona (jest to ciężar szklanki wody) zmieni prędkość planetoidy o 1cm/s i nieco rozciągnie jej orbitę. Po 12 latach po rozszerzonej orbicie planetoida znajdzie się 6720 km za punktem, w którym by się znalazła, gdyby nie podjęto żadnej akcji. To pozwoli uniknąć zderzenia. Szacowany koszt misji wynosi 1 mld dolarów. W NASA opracowano już konstrukcje reaktorów jądrowych i układów napędowych, które nadają się do tego celu. Fundacja chce zrealizować projekt do 2015 roku.

    Staranowanie planetoidy

    projekt Don Kichot Metoda ta zakłada użycie istniejących środków technicznych. Należy po prostu wysłać największą rakietę, jaką dysponujemy, i rozpędzić ją do największej możliwej prędkości, by czołowo uderzyła w planetoidę. Biorąc pod uwagę ogromne prędkości względne, potrzebne do odsunięcia sporej planetoidy, najpoważniejszy problem polegałby na takim pokierowaniu rakietą, by cała jej energia kinetyczna posłużyła do zmiany kursu planetoidy, a nie do wywołania jej rotacji albo odłupania niewielkiego fragmentu. Podobnie jak w przypadku eksplozji jądrowej istnieje obawa, że planetoida po prostu rozpadnie się na kilka części.
    Na międzynarodowej konferencji dotyczącej sposobów zepchnięcia planetoid będących na kursie zderzenia z Ziemią, która odbyła się we wrześniu 2002 roku hiszpańska firma Deimos-Space przedstawiła projekt ratunkowej misji kosmicznej zwanej Don Kichot, w której wzięłyby udział dwa statki kosmiczne - Hidalgo i Sancho.
    Niewielki Hidalgo miałby spełnić funkcję taranu - uderzyć w planetoidę ze sporą prędkością (ok. 10 km/s). Choć raczej nie zrobi ogromnemu głazowi wielkiej krzywdy (podobnie jak Don Kichot wiatrakowi), to jednak impet uderzenia powinien nieco zepchnąć planetoidę z pierwotnego kursu. Wystarczyłoby przesunąć ją z drogi o ułamki milimetra. Z biegiem czasu ta niewielka zmiana kursu będzie się pogłębiała, jeśli więc Hidalgo uderzy dziesiątki lat wcześniej, zdąży urosnąć nawet do setek kilometrów i planetoida minie Ziemię w bezpiecznej odległości. Sancho natomiast ma się przypatrywać akcji z bliska i na bieżąco zmierzyć i ocenić jej skutki.
    Hiszpanie chcieliby najpierw przetestować ten plan na jakiejś nieszkodliwej planetoidzie. Mają nadzieję, że projekt zyska uznanie i pieniądze od europejskiej agencji kosmicznej ESA.

    Wybuchy jądrowe

    wybuch jądrowy Są one przewidywane w dwóch scenariuszach. Można spróbować po prostu rozbić planetoidę w drobny mak. Bardziej wyrafinowany pomysł zakłada zdetonowanie ładunku jądrowego po jednej stronie planetoidy, co spowodowałoby jej silne rozgrzanie od tej strony; związane z tym parowanie skał powierzchniowych wywołałoby niewielkie jej przyśpieszenie w kierunku przeciwnym. Zaletą tej metody jest to, że już teraz dysponujemy odpowiednimi i możliwymi do zastosowania w krótkim czasie środkami technicznymi. Teoretycznie, potężna eksplozja jądrowa zdołałaby zmienić kurs dużej planetoidy nawet na kilka miesięcy przed zderzeniem z Ziemią, kiedy na zastosowanie jakiejkolwiek innej metody byłoby już za późno. Problem tkwi jednak w tym, że jej skutków nie sposób w pełni przewidzieć ani tym bardziej kontrolować. Wybuch mógłby jedynie rozerwać planetoidę na kilka dużych fragmentów, jeszcze bardziej zwiększając zagrożenie, zamiast je wyeliminować.

    Grawitacyjny hol

    Najnowszy pomysł Edwarda Lu i Stanleya Love'a z NASA zakłada wystrzelenie w kosmos pojazdu, który odholuje groźny obiekt z trajektorii kolizyjnej. Nowością jest to, że traktor nawet nie dotknie przesuwanego obiektu. Za hol posłuży mu siła wzajemnego przyciągania. Każda asteroida ma bowiem masę. Niezależnie od kształtu i wywijanych w przestrzeni koziołków będzie przyciągać statek kosmiczny lecący w pobliżu. Należy zatem zrównać się z podejrzaną asteroidą czy kometą i utrzymać stała odległość (taki manewr wykonywała japońska sonda Hayabusie). Jeśli wówczas pojazd odpali silniki, grawitacja posłuży mu za hol i wpłynie na zmianę wspólnej trajektorii. Trzeba tylko rozstawić dysze skośnie, żeby wyrzucany materiał pędny omijał holowane ciało. Zamiast ją spychać, należy delikatnie ściągać asteroidę z dotychczasowej orbity. Dobre rezultaty można wprawdzie osiągnąć za pomocą wyjątkowo masywnego statku i odpowiednio dużego ciągu silników, jednak pojazdy kilkutonowe zbudowane na podstawie sprawdzonych już technologii mogą uzyskać ten sam efekt dzięki powolnemu, wielomiesięcznemu oddziaływaniu na lecące ku Ziemi ciało. Drobne odchylenia będą się kumulować i uda się uniknąć zderzenia. Proponowana metoda zmiany kursu jest niewrażliwa na strukturę, cechy powierzchni i obroty asteroidy.

    Wyrzutnik masy

    Jest to urządzenie umieszczone na powierzchni planetoidy, które raz po raz miotałoby w przestrzeń skaty z jej powierzchni, powodując niewielkie przyśpieszenie planetoidy w przeciwnym kierunku. Wyrzucenie odpowiedniej ilości skat we właściwym kierunku pozwoliłoby zmienić prędkość planetoidy na tyle, że nie doszłoby do jej zderzenia z naszą planetą. Zaletą tego rozwiązania jest to, że materiał wyrzucany pochodzi z planetoidy i nie trzeba go transportować z Ziemi. Nadanie skatom odpowiedniej prędkości wciąż jednak wymaga potężnego źródła energii. Zaprojektowanie takiej maszyny i zainstalowanie jej na powierzchni planetoidy wydaje się przedsięwzięciem niemal beznadziejnym.

    Ablacja

    Jest metodą opartą na tej samej idei, co eksplozja jądrowa, lecz mniej gwałtowną. Niewielki obszar na powierzchni planetoidy podlegałby rozgrzewaniu potężnym laserem umieszczonym w pobliżu albo światłem słonecznym skupianym przez gigantyczne kosmiczne zwierciadło. Materia planetoidy, wyparowując, popychałaby ją nieznacznie w przeciwnym kierunku. Zaletą tej metody jest to, że rotacja planetoidy nie ma w jej przypadku większego znaczenia. Niemniej laser czy zwierciadło musi utrzymać swą pozycję względem planetoidy przez długi czas, co wymagałoby zużycia znacznych ilości paliwa, a elementy optyczne takiego urządzenia byłyby narażone na osadzanie się na nich odparowanego materiału.

    Ciśnienie światła słonecznego

    Statek kosmiczny miałby pokryć powierzchnię planetoidy farbą odblaskową, co spowodowałoby zmianę ciśnienia promieniowania słonecznego i bardzo powolną, acz systematyczną zmianę kursu planetoidy. Trudno jednak wyobrazić sobie praktyczne wdrożenie tego pomysłu ze względu na wielka, ilość potrzebnej farby i trudności Z jej nałożeniem na powierzchnię.
    Podobny pomysł proponuje wykonanie wielkich żagli "słonecznych" doczepionych do planetoidy, które powoli ściągałyby ją z kursu.

  • « Poprzednia  Następna »
    Zagadki