Текст книги "Тайна Тунгусского метеорита"

1.2. Вакуумная бомба

Принцип действия вакуумной бомбы основан на детонации облака горючего топлива. Благодаря распылённости взрывчатого аэрозоля в большом объёме (на несколько порядков больше, чем размеры самого заряда) возникает ударная волна поражающего действия. Взрыв происходит в две стадии: 1) по команде взрывателя подрывается небольшой заряд обычного взрывчатого вещества, после чего горючее вещество разлетается по большому объёму воздуха; 2) подрывается второй заряд или несколько зарядов, вызывающих детонацию распылённого аэрозоля в смеси с воздухом.

Смесь горючего вещества и воздуха в объёме очень быстро выгорает при очень высоких температурах. Отсюда и название: объёмно-детонационный взрыв. В момент взрыва кислород и распылённые вещества сгорают, образуется ударная волна, а в данном объёме образуется разрежение, сказать грубо – вакуум. После чего в место взрыва приходит отрицательная ударная волна. Отсюда название – вакуумная бомба.

Из учебников по физике можно узнать, что за любой ударной волной (зоной сжатия) следует зона разрежения (закон сохранения масс). Объёмно-детонирующий заряд в силу большого занимаемого объёма в пространстве формирует также объёмную ударную волну. Поэтому бьёт она не точечно, как при взрыве бризантного заряда, и воронок не оставляет, но лес валит хорошо и с корнем.

Впервые бомбы объёмного-детонирующего взрыва применили американцы во вьетнамской войне в 1969 году. Эффект был ошеломляющим. В вертолёт «Ирокез» загружали два или три таких боеприпаса, а потом скидывали прямо на джунгли. Взрыв даже одной бомбы расчищал вполне пригодную посадочную площадку, позволяющую высадку десанта. В то время как обычные бомбы проблему не решали, хотя лес они валили, но образовывалась огромная воронка и бурелом.

Они же, американцы, опытным путём установили, что бомба отлично подходит для борьбы с негерметичными укреплениями Вьетконга. Аэрозольное облако распылённого топлива, как обычный газ, затекает внутрь любых негерметичных помещений, блиндажей, окопов. При подрыве облака аэрозоля все сооружения буквально взлетали на воздух.

Как ни парадоксально звучит, но человечество страдало от вакуумных бомб задолго до их изобретения, не понимая процессов объёмного взрыва. В XIX веке в период индустриализации по непонятным причинам вдруг взлетали на воздух мукомольные мельницы, сахарные фабрики, взрывались шахты и даже лесопилки. Что происходило? Распылённая в воздухе тонкодисперсная пыль муки или сахара, угольная пыль и даже деревянные опилки в смеси с кислородом – это и есть готовая к применению бомба объёмного действия. Достаточно детонатора в форме случайной искры или огня, после чего взрыв. Секрет кроется в том, что распылённое вещество в виде аэрозольной взвеси имеет огромную поверхность, а при соприкосновении с окислителем ведёт себя как настоящий боеприпас. Не будем далеко ходить, в середине XX века, когда природный газ стал широко использоваться в быту, всякая утечка и случайная искра приводили к взрыву. Сегодня, в связи с программой полной газификации населения, такие объёмные взрывы наблюдаются почти каждый год, разрушая подъезды многоэтажек и целые дома.

Вакуумная бомба была объявлена экспертами ООН «негуманным средством ведения войны, вызывающим чрезмерные страдания». Человек, находившийся в объёме взрыва такой бомбы, получал чудовищные травмы.

В России в 2007 году изготовлена и испытана самая мощная вакуумная бомба, назвали её «папа» в противовес американской «маме». Кто круче? Наша бомба на тонну легче, но у неё в четыре раза больше радиус гарантированного поражения. То есть при массе взрывчатки в 7,1 тонны тротиловый эквивалент взрыва – 44 тонны. В американской больше обычной взрывчатки, и она может применяться для глубинных взрывов.

В 2003 году американская супербомба была испытана. Длина её 10 м, диаметр 1 м. Из 9,5 тонны её массы 8,5 тонны составляет взрывчатка. ВВС США провели два испытания своей бомбы в штате Флорида, после чего она была отправлена в Ирак, но так и не взорвалась. Банально – не нашли подходящей цели.

Следует отметить тот факт, что вакуумные бомбы против солдат регулярной армии почти не применяли. Будем надеться, что и дальше будет так.

Мощность взрыва Тунгусского метеорита во много крат превосходит и «маму» и «папу».

Далее читаем критику ещё одной гипотезы, которую я не смог обойти своим вниманием, так как появилось большое количество последователей и якобы она раскрывает тайну ТМ.

1.3. Электроразрядный взрыв

К концу XX века абстрактные и экзотические гипотезы падения Тунгусского метеорита постепенно уходили в прошлое. На смену им стали подниматься на щит гипотезы технического характера с претензией стать общепринятыми теориями. Одной из них является гипотеза к. ф.‑ м. н. Александра Невского о высотном электроразрядном взрыве. Впервые изложена в докладе на семинаре Комитета по метеоритам Академии наук СССР в 1963 году, но она становится некой базой и для других новых гипотез. В 1978 году данная гипотеза была опубликована в «Астрономическом вестнике» (том 12, № 4) с длинным названием: «Явление положительного стабилизируемого электрического заряда и эффект электроразрядного взрыва крупных метеоритных тел при полёте в атмосферах планет». В 1987 году появилась публикация данной гипотезы в журнале «Техника – молодёжи» (№ 12) [8].

Сущность данной гипотезы заключается в следующем. При полёте метеорита в атмосфере Земли вокруг него образуется плазменная оболочка. Цитата: «Поверхность тела может накаляться до такой степени, что начинается термоэлектронная эмиссия, то есть „испарение“ свободных электронов. Эти электроны захватываются и уносятся встречным потоком плазмы. Тело приобретает всё возрастающий положительный заряд. Образуется огромный электрический диполь с концентрированным положительным зарядом на поверхности и рассеянным отрицательным зарядом в плазменном хвосте.

Поскольку положительный заряд поверхности при достижении некоторой скорости стабилизируется и достигает значительной величины, то между телом и Землёй возникает огромная разность потенциалов, которая может привести к пробою воздушного слоя между метеоритным телом и Землёй, то есть К РАЗРЯДУ МОЛНИИ» [9].

Далее идут некоторые ограничения, зависящие от влажности, температуры и других факторов. Задаются параметры электрического разряда и его пробой на землю.

Весьма красивая гипотеза, и не более, но на её основе строятся новые гипотезы некоторых специалистов с учёными степенями.

Считаю, что данная гипотеза не может быть положена в основу теории, объясняющей падение Тунгусского метеорита.

Почему? Читаем ниже.

Молния поцарапает кору одного дерева

Сначала немного посчитаем. Поскольку (по Невскому) произошёл электрический разряд, то он мог произойти между обкладками конденсатора. Положительно заряженной обкладкой являлся болид, а отрицательной – поверхность земли.

Энергия заряженного конденсатора равна:

W = ½ CU²,

где С – электроёмкость конденсатора.

Электроёмкость плоского конденсатора равна:

С = εε_o S / d,

где ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды, для воздуха ε = 1,00059 (можно не учитывать);

ε_о – электрическая постоянная, ε_о = 8,85 × 10^–12 Ф/м;

S – площадь пластины;

d – расстояние между пластинами (10 км).

В расчёте берём диаметр метеорита 100 м (r = 50 м).

S = πr² = 3,14 × 50² м = 7 850 м².

С = 8,85 × 10^–12 × 7 850 / 10⁴ = 6,94725 × 10^–12 Ф.

Напряжение пробоя воздуха возьмём 30 кВ/см, как указано в гипотезе, тогда разность потенциалов на высоте 10 км должна составить:

U = 3 × 10¹⁰ В.

Найдём энергию заряженного конденсатора, которая равна:

W = ½ × CU² Дж.

W = ½ × 6,94725×10^–12 × (3 × 10¹⁰)² = 3,1262625 · 10⁹ Дж.

Переведём полученную энергию в тротиловый эквивалент из расчёта 1 кт = 4,184 · 10¹² Дж. Получим 0,00074719 кт.

На высоте 10 км ёмкость конденсатора маленькая, отсюда получена соответствующая энергия. По оценкам специалистов мощность Тунгусского взрыва оценивается в 40–50 мегатонн, что соответствует энергии самой мощной из взорванных водородных бомб.

Как видите, несопоставимые цифры, энергии явно недостаточно для повала деревьев на огромной территории.

Добавлю, ёмкость конденсатора заряженного дождевого облака на порядки больше.

Отбросим расчёты. Автор гипотезы и его последователи наверняка скажут, что они не корректны.

Хорошо, перейдём к логике рассуждений падения Тунгусского метеорита.

Автор говорит об «испарении» свободных электронов, но положительные ионы оставляет в теле метеорита. Странная фильтрация. Летящее с высокой скоростью твёрдое тело теряет не только свободные и несвободные электроны, но и положительные ионы. Тело теряет целые куски, которые отрываются от него, и в этом случае говорить о поляризации просто не логично. Если даже появляются участки поляризации (разности потенциалов), то они тут же замыкаются плазмой. Метеорит – это диэлектрик, а плазма – проводник, она окутывает твёрдый метеорит как кокон, замыкая на себя разнополярные заряды. Вот в самой плазме электрические токи идут постоянно, с помощью которых и она разогревается. Это токи ЗЭТ (зона электрических токов) [10]. Вопрос: как диэлектрик может накопить огромную разность потенциалов? Кстати, подобную гипотезу выдвигал В. Ф. Соляник ещё в 1951 году. «Он полагал, что Тунгусский метеорит был железоникелевым положительно заряженным телом, которое разрядилось на высоте 15–20 км и упало далеко от места взрыва» [11].

Железоникелевый метеорит – это для конденсатора гораздо корректней, чем силикатный или ледяной, но, даже пусть он из чистого золота, окружающая его плазма снивелирует (сожжёт) все его потенциалы.

Добавлю ещё одну маленькую цитату из указанной выше гипотезы, где подводится как бы итог: «…преобразование энергии движения космического тела в энергию электрического разряда может происходить В ВИДЕ ОЧЕНЬ СИЛЬНОГО ВЗРЫВА» [9].

Из физики нам известно, что кинетическая энергия всегда преобразуется в ТЕПЛОТУ! Электрическую энергию нельзя накопить в диэлектрике, хотя молекулы и атомы поляризуются.

Накопить какой-то потенциал может только плазма. Кстати, плазма и должна быть первой обкладкой конденсатора. Даже если бы накопленный потенциал достиг напряжения пробоя диэлектрика (воздушного столба), то это была бы та самая молния, какие мы наблюдаем в летнее время во время грозы. Если бы энергетический потенциал в молниях был так же велик, как это было в Тунгусском метеорите (было повалено 60 тыс. деревьев), то на Земле не осталось бы ни одного дерева в течение одного часа, так как на земном шаре одновременно возникает около 1 800 гроз и в 1 секунду проскакивает от 40 до 100 молний.

Удару молнии предшествует образование так называемых лидера и стримера, которые двигаются друг другу навстречу. По проложенному пути (каналу) проскакивает и сам электрический разряд, эти извилистые разряды молний мы постоянно наблюдаем во время грозы. Извилистые потому, что путь (канал) этого разряда прокладывается не из наших человеческих умственных способностей и знаний геометрии – чем прямее, тем короче. Данный путь прокладывается из соображений природы – чем меньше сопротивление среды, тем короче. Поэтому молния, начавшаяся в определённой точке облака, может ударить в точку, отстоящую от её проекции на земле за несколько километров. Следуя данным фактам, картина вывала леса должна быть не симметричной.

Теперь по поводу самой молнии. Снова посмотрим на грозовую тучу. Вы когда-нибудь видели, чтобы из одного грозового облака вылетели одновременно десяток, сотня или тысяча молний? Вылетает одна, а потом она может разделиться на несколько более тонких ветвей. А почему мы всегда видим одну молнию? Да потому, что для разряда проводящей обкладки конденсатора достаточно одного проводника и все заряды моментально стекают, это притом что обкладкой в грозовом облаке является не металл. Тогда откуда с обкладки конденсатора болида Невского образовались многоканальные разряды молний одновременно: «Физические условия в каналах, число которых может достигать сотен тысяч». Я уже не говорю о размерах, грозовое облако на порядок, на несколько порядков превосходит размеры метеорита. Просто несопоставимые размеры. Зато с километрового облака при пробое одной молнии заряды как рукой снимает, а стометровый болид рождает их с неимоверной скоростью, и они превращаются в «многоканальные» молнии.

Не для того затеян разбор полётов над Тунгуской, чтобы убить одну гипотезу, а для того, чтобы показать, что эти гипотезы множатся, считая данную версию почти теорией.

Метеорит из кварца?

В том же журнале «Техника – молодёжи», но позднее публикуется статья «Тунгусский метеорит – что это было», в которой В. В. Кореньков, понимая, что в каменной глыбе не удастся накопить огромный заряд, пытается реанимировать гипотезу Невского. Для этого он заменяет камень метеорита на кварц – более 50 % массы тела, остальное – горная порода с небольшим включением железа. «Из-за кварцевой основы поверхности космического тела на его поверхности имелся приобретённый ранее большой электрический потенциал» [12].

Автор, манипулируя всевозможными терминами, пытается подвести читателя к возникновению серебристых облаков и к самому взрыву. «Появлявшийся электромагнитный „пучок“ вызывал ионизацию молекул воздушного слоя Земли. <…> …Резко увеличилось электромагнитное взаимодействие между этими телами. Началось прямое наведение массива астероида (ТМ) на палеовулкан на Земле. Небесное тело окончательно сошло с орбиты своего полёта и направилось к поверхности Земли» [там же].

Далее, автор каким-то немыслимым образом начинает управлять метеоритом, летящим выше скорости звука.

Кварцевый монолит весом в несколько тысяч тонн, которым якобы был наделён Тунгусский метеорит, – как природа могла создать такого монстра? К слову, на планете Земля можно найти «глыбу» кварца размером до 40 см. Может, это осколки ТМ после взрыва, разбросанные по всему земному шару?

С другой стороны, имея огромный кварцевый монолит, его сначала нужно было каким-то образом деформировать, чтобы проявились пьезоэлектрические свойства и заряд. А после этого, при подлёте к Земле, очень быстро выдавить (снять, разрядить) эти заряды, а перед этим ещё порулить данным камнем.

«Остатки камней ТМ, почти не содержавших кварц, продолжили свой полёт и, исчерпав кинетическую энергию, выпали на Землю на окраине г. Киева» [12]. А часть под Москвой.

В общем, ни в какие…

Что важно уяснить, во всех этих гипотезах на одну и ту же тему электроразряда – последующие гипотезы не дополняют и не улучшают, а, наоборот, ухудшают оригинал Невского.

Тунгусский метеорит – это великая катастрофа, и разобраться в этом нужно.

1.4. Тунгусский метеорит

Работая над проблемой детонации, я пришёл к парадоксальному выводу. Детонировать может любое вещество, даже металл или камень, но при одном условии – необходимо выдавить, «вытряхнуть» из данного вещества все электроны. Имеется в виду вытряхнуть не в прямом смысле, как горох из мешка, а одновременно перевести атомы вещества в возбуждённое состояние. Ну если не все атомы, то хотя бы определённое их количество. Определённое, чтобы их зарядов хватило для протекания мощного импульса электрического тока, который и сожжёт данное вещество. Для бензина достаточно небольшой встряски, а для метеорита, чтобы превратить его в пар, необходима очень мощная встряска, для чего требуется огромная скорость его полёта и сила удара.

Так что же произошло в междуречье притоков реки Подкаменной Тунгуски в 1908 году? Очевидцы тех событий утверждают: летел огромный светящийся шар («сноп», «бревно»), который взорвался. Во время полёта в атмосфере метеорит сильно нагревался, превратившись в светящийся болид.

В 1927 году экспедиция под руководством Л. А. Кулика на месте падения предполагаемого метеорита не обнаружила ударного кратера. Но зато перед взором простиралась до самого горизонта картина поваленного леса, что говорило об огромной выделившейся энергии. Позднее, в начале 60‑х годов, были выявлены реальные размеры и составлены карты территории поваленного леса – 80 км в одну сторону и 60 км в другую. В проекции картина лесоповала имела характерный рисунок, похожий на летящую бабочку, позднее за ней закрепилось это название – «бабочка».

Итак, произошёл взрыв, вместо кратера настил из поваленного леса и противоречивые рассказы очевидцев, наблюдавших в то раннее утро летящий болид. Однако немного улик для такой катастрофы. У исследователей сразу возник вопрос, что взорвалось и откуда у небесного пришельца такая энергия? После чего посыпался град гипотез.

Познакомившись с архивными материалами и многочисленными гипотезами предшественников, проанализировав реальную картину выделившейся энергии, отношу данную катастрофу только к кометной. Здесь я не оригинален, так как кометная версия муссировалась предшественниками в разных вариантах, потом уходила на какое-то время в небытие, потом вновь возрождалась (об этом читаем далее). Данная версия базируется на трёх основных факторах, которые могли привести к такому мощному выбросу энергии.

1. Большая поверхность метеорита, масса, объём (70–100 м в диаметре) – необходимый и неоспоримый фактор.

2. Высокая скорость падения (10–40 км/сек) – необходимый и неоспоримый фактор.

3. Наличие льда в теле метеорита (70–95 %) – необходимый фактор.

Можно отметить ещё химический состав, но это не имеет существенного значения. Итак, всего три фактора, которые могли вызвать огромную мощность взрыва. Разберём технологическую цепочку произошедшей катастрофы и начнём её с конца. Если был вывал леса, причём на очень большой площади (40 км в радиусе), значит, возникло огромное избыточное давление газов (скопившихся в определённом объёме, за короткий промежуток времени), которое мог создать только взрыв. Объём – это пространство, заключённое между нижней плоскостью метеорита и земной поверхностью. А поскольку это не замкнутое пространство, то, чтобы воздух спрессовывался и быстро не разлетался, нужны соответствующие размеры и высокая скорость сближения с поверхностью земли небесного пришельца. Взрывные газы возникли от горения – это понятно. А что горело? Вот этот вопрос стал камнем преткновения для большинства исследователей, если не для всех.

Теперь начнём построение логической цепочки от начала. В Северном полушарии в осеннее время все бывали свидетелями метеоритного дождя в ночном небе.

Метеорным дождём называют метеорный поток более тысячи метеоров в час. Сейчас разграничивают названия и явления – метеорный поток состоит из метеоров, которые не достигают поверхности земли, сгорая в атмосфере, а метеоритный дождь – из метеоритов, которые достигают земли. Раньше их не различали и оба эти явления называли «огненный дождь».

Всем понятно происхождение коротких светящихся штрихов, проскакивающих за доли секунды в ночном небе. Наука утверждает, что это сгорают небесные камни (метеоры) в земной атмосфере. Из-за высокой скорости вхождения в плотные слои атмосферы происходит интенсивное трение и быстрый нагрев до температуры свечения, а затем сгорание (превращение в пар) данного пришельца. А поскольку метеоры имеют небольшие размеры, то и сгорают очень быстро, оставляя светящиеся штрихи в ночном небе. Метеоры, имеющие массу более 100 кг (до нескольких тонн), пролетая в атмосфере, оставляют яркий светящийся след. Их называют болиды – могут завершиться выпадением метеоритов.

Точно по такому же технологическому сценарию падает и более массивное космическое тело, как, например, Тунгусский метеорит. Разница в одном – он не может моментально сгореть из-за его большой массы и объёма заключённого в нём вещества. Но тогда по логике развития событий данный метеорит должен был удариться о землю и образовать в ней внушительных размеров кратер, например, как известный Аризонский кратер (земляная чаша диаметром 1 219 метров, глубиной 229 метров). Предполагается, что данный кратер возник в результате удара о землю двухмиллионного никелевого метеорита размером 61–79 м около 50 тысяч лет назад [13].

Рис. 1.2. Аризонский кратер

Гораздо позднее, а именно в 1908 году, утром над тунгусской тайгой произошло примерно такое же событие. По рассказам очевидцев, с юго-востока на северо-запад со стороны Солнца пролетел большой огненный шар-болид.

Метеорит имел внушительные размеры и летел к поверхности земли под углом 20–30_°, на что указывают очевидцы и заключения специалистов после компьютерного моделирования. Были смоделированы опыты падения метеорита под разными углами к горизонту. Наилучшее согласие с реальной «бабочкой» получалось при угле наклона падения 20–30_° [14]. На территории повала деревья лежали веером от эпицентра.

Во время полёта к Земле метеорит сжимал атмосферу по пути фронта своего движения. В результате, имея высокую скорость полёта, он нагревался от атмосферного трения и частично разрушался. Его фронтальная часть уплощалась, на что указывал профессор Г. И. Покровский, выступая с докладом на 9‑й метеоритной конференции (июнь 1960 года) [11]. Покровский был известным аэродинамиком и специалистом по взрывам, им было высказано ещё несколько плодотворных идей, впоследствии подтвердившихся. Он теоретически и экспериментально доказал, что при движении метеороидов (слово в оригинале) в атмосфере они приобретают вращение (эффект авторотации).

В процессе полёта крупного метеороида в атмосфере происходит процесс прогрессивного дробления, при котором тело уплощается, а затем его края загибаются назад, придавая телу форму медузы. Ещё одна пионерная идея Покровского состоит в том, что метеороид должен приобретать электрический заряд, а в следе болида могут протекать довольно сильные электрические токи [10].

Боковые края болида сглаживались, твёрдые породы на периферии частично сгорали и испарялись, частично в виде газа скапливались перед фронтальной плоскостью. Лёд, практически минуя жидкую фазу, переходил в пар, а затем в перегретый пар и постепенно накапливался в центральной области фронта. Часть атмосферы вырывалась, охватывая метеорит с боков, и из-за сильного трения нагревалась до высокой температуры, превращаясь в светящуюся плазму. Другая часть атмосферного воздуха и водяных паров, находившаяся по центру фронта, сжималась и также разогревалась. Метеорит превратился в светящийся болид! Часть паров воды выбрасывалась на боковые стороны, где под действием высокой температуры плазмы молекулы воды распадались на атомарный кислород и водород и в некотором объёме взрывались. Отсюда те хлопки, которые сопровождали летящий метеорит. Данные взрывы могли возникать и за болидом, где также шло испарение льда с задней поверхности метеорита. А поскольку здесь возникал вакуум, то плазма схлопывалась, образуя зону шлейфового свечения, и поджигала газовую смесь.

Давление в нижней части с каждым километром сближения с Землёй нарастало, соответственно росла и температура. Чем ближе к поверхности планеты подлетал метеорит, тем плотнее становилась атмосфера, тем сильнее становилось давление, тем выше становилась температура, тем больше образовывалось перегретого пара. Под действием высокой температуры и давления молекулы атмосферного воздуха и молекулы водяного пара стали распадаться на атомы (диссоциировать) – на атомарный водород и кислород.

В какой-то момент, предположительно на высоте 6–7 км, создалась критическая ситуация. Топливо (водород) подготовлено, окислитель (кислород) был в избытке, факел уже горел. В этот момент срабатывает спусковой крючок детонатора. Под нижней плоскостью болида взрывается облако, состоящее из смеси кислорода, водорода и воздуха. Детонационный, объёмный взрыв, сопровождающийся яркой вспышкой!