Космический мусор
Земля — объект в космическом тире, и мы у Вселенной на прицеле.
Только подумайте — каждый божий день на Землю обрушивается от 20 до 40 тонн метеоров. За год легко набирается столько космического мусора, что им можно заполнить шестиэтажное офисное здание.
Кажется, что это ужасно много, но в общем-то, чепуха по сравнению с размерами Земли, которая в квинтиллион — миллион миллионов миллионов — раз больше. Но космос кишит обломками, и Земля постоянно прокладывает сквозь них путь.
Большая часть — это мусор, крошечные камешки, легко сгорающие в нашей атмосфере. Если выйти на улицу темной, ясной ночью, можно заметить «падающие звезды», которые астрономы называют метеорами. Возможно, вы удивитесь, но даже самые яркие из тех, что вам доведется увидеть, вызваны крупинками, называемыми метеороидами, которые не больше кристаллика соли.
Объект размером с горошину стал бы потрясающе ярким метеором — однажды я видел такой. Он был таким ярким, что озарил все небо, а в моих глазах даже появилось остаточное изображение. Я замер на две-три секунды, не в силах пошевелиться, пока он мчался по небу, но был не менее поражен, когда позднее рассчитал, что тот камешек был, вероятно, размером не больше грейпфрута.
Жар и скорость
Как что-то настолько маленькое становится таким ярким?
Здесь необходимо учесть два фактора. Первый вам может быть знаком: при сжатии воздух нагревается. Вспомните, каким горячим становится велосипедный насос после того, как вы накачали колеса, — сжимаемый внутри насоса воздух нагревается и передает тепло металлу. Вы можете даже обжечься, используя насос, если не будете осмотрительны. Чем сильнее сжимается газ, тем сильнее он разогревается.
Второй фактор — это фантастическая скорость, с которой движутся метеороиды. Большинство прилетающих к нам имеют скорость от 15 км/с до 35 км/с, но некоторые мчатся на скорости до 95 км/с! Это гораздо, гораздо быстрее, чем выпущенная из винтовки пуля.
Когда объект, движущийся так быстро, входит в нашу атмосферу, его скорость преобразуется в энергию, которая, в свою очередь, передается окружающему объект воздуху. Проносясь сквозь верхние слои атмосферы, метеороид неистово врезается в воздух — камень, летящий со скоростью 50 Махов, будет очень сильно его сжимать. Воздух сдавливается так быстро и с таким высоким давлением, что температура его повышается до нескольких тысяч градусов, и он начинает светиться.
Легко представить, что весь этот горячий воздух похож на доменную печь. Метеороид, движущийся всего в нескольких сантиметрах за таким спрессованным воздухом, ощущает этот жар. Долго в таких условиях не продержаться, и, если камешек маленький, он обычно сгорает всего за несколько секунд. Яркая вспышка, светящийся след, остающийся пару мгновений на небе, и вот камешка уже нет, а его ничтожно малая масса прибавилась к массе Земли.
Почему метеороиды взрываются
Пораженному наблюдателю кажется, что метеор промчался прямо у него над головой, но на самом деле все происходит на высоте не менее 80 км. Воздух на такой высоте очень разреженный, но тем не менее достаточно плотный, чтобы тормозить маленькие твердые частицы. Но что, если такая частица будет больше горошины, виноградины или арбуза? Что, если она будет размером, скажем, с диван, автомобиль или автобус?
С большими объектами дела обстоят совсем иначе. Если «камешек» насчитывает несколько метров в поперечнике, то вместо того, чтобы просто сгореть, такая глыба космического мусора сжимается давлением воздуха как в тисках — это давление может достигать 18 т/м в квадрате. От такого давления входящий в атмосферу объект может постепенно сплющиваться. Неслучайно этот процесс называется блинообразованием.
Но камень способен выдержать только определенное давление, после чего он расколется на фрагменты. И через несколько секунд вместо одной большой глыбы на нас уже летят сотни или тысячи маленьких камней, по-прежнему на скорости нескольких километров в секунду, и все передают свою энергию окружающему воздуху. Они продолжают сжиматься, раскалываться, разогреваться и так далее…и через долю секунды мы имеем целую кучу каменных обломков, выделяющих массу тепла.
Согласно определению, это взрыв.
Итак, метеороиды средних размеров взрываются в атмосфере. Повторюсь, обычно это происходит на довольно большой высоте, которая зависит от того, насколько метеороид прочный. Те, что состоят из металлов, способны выдерживать более сильные воздействия и проникать глубже в атмосферу, но, возможно, все равно взорвутся далеко от поверхности Земли. Энергия, выделяющаяся в этих процессах, впечатляет: камень диаметром всего 1 м может взорваться с мощностью, эквивалентной сотням тонн тринитротолуола.
Собственно, из отчетов военных следует, что подобные взрывы попадающих в атмосферу крупных каменных тел они регистрируют в среднем один раз в месяц!
Две истории о метеоритах
Если метеороиды взрываются в атмосфере на столь большой высоте, вы, наверное, думаете, что объекты таких размеров не несут для нас угрозы?
Ну, не совсем так. При определенных условиях летящий к земле камень, возможно, расколется, но некоторые куски могут пережить полет. Если до взрыва основная масса достаточно замедлится, тогда меньшие фрагменты могут замедлиться еще больше, не рассыпавшись в прах. Эти фрагменты могут добраться до поверхности.
Металлические метеороиды имеют еще более прочное строение и также могут уцелеть, долетев прямиком до земли. Если им это удается и они врезаются в землю, их называют метеоритами*.
Скорость удара о землю небольших метеороидов, уцелевших в атмосфере, обычно не слишком велика. Фактически их скорость полностью гасится воздухом, и они падают с так называемой конечной скоростью. Это как если бы их сбросили с высокого здания или воздушного шара, так что скорость их удара составляет, может быть, 160 км / ч или 300 км / ч. Да, страшно, но не очень.
Тем не менее желания оказаться на пути летящего так быстро камня не возникает. Сравните: скорость таких камней при ударе о землю выше, чем даже скорость подачи профессионального бейсболиста.
В ноябре 1954 г. женщина по имени Энн Ходжесиз Силакоги в Алабаме пострадала от удара метеорита . Он был довольно маленьким, размером с кирпич, и массой чуть больше 3,5 кг. Пробив крышу дома, он отскочил от деревянного корпуса радиоприемника и врезался в прилегшую вздремнуть на диван женщину, довольно бесцеремонно нарушив ее сон. Удар пришелся на руку
и бок женщины. Она не умерла, но ее синяки были одними из самых ужасных в истории медицины.
Вполне возможно, это был самый ранний задокументированный случай ущерба собственности человека от падения метеорита. Но не последний. С появлением видеокамеры все больше и больше потрясающих метеоров стали неизбежно попадать в объектив.
2 октября 1992 г. метеороид размером со школьный автобус вошел в атмосферу Земли. Летя на северо-восток над территорией США, он превратился в огромный огненный шар, и его наблюдали тысячи людей — по счастливому совпадению это случилось в пятницу вечером в футбольный сезон, поэтому у многих были включены видеокамеры, и мы имеем прекрасные записи метеора. В стремительном полете камень раскололся, и один из фрагментов размером примерно с футбольный мяч упал на багажник автомобиля одной девушки в Пикскилле, штат Нью-Йорк, оставив в нем дыру, которая, и это неудивительно, выглядела, как если бы на машину с большой высоты упал камень. Можете представить, как сложно было владелице получить страховку за повреждение.
Несмотря на эти и другие истории, в конечном счете поверхность Земли большая, а метеориты маленькие. Шансы на то, что один из них попадет в кого-то, очень невелики, а шансы, что он кого-то убьет, еще меньше.
Все-таки большинство метеоритов маленькие.
