«Эврика» 1980. ПРИРАСТАТЬ БУДЕТ СИБИРЬЮ

Моделирование космических явлений в лаборатории

Каковы же результаты моделирования космических явлений в лаборатории?

Гостям Института гидродинамики часто показывают макет иллюминатора космического корабля после обстрела его частицами в лаборатории. В экспериментах удалось обнаружить массу новых интересных эффектов. Например, при ударе шарика в иллюминаторе возникают два очага разрушения: один в месте попадания шарика, другой — несколько в стороне. Этот второй очаг — место, где сходятся ударные волны разрежения, — часто и является причиной разрушения иллюминатора.

В лаборатории продолжают скрупулезно исследоваться всевозможные варианты удара метеорита как по обшивке корабля, так и по различным деталям его конструкции: тонким оболочкам, трубопроводам, оптическим приборам. Насколько велика метеоритная опасность?

Пробить обшивку корабля могут только довольно крупные метеориты, вероятность встречи с которыми ничтожно мала. Аппаратура контроля метеорной обстановки, установленная на космических орбитальных станциях, фиксировала попадание в них частиц в доли миллиграмма. С увеличением сроков службы космических аппаратов, с увеличением их размеров и дальности действия учет возможного поражения метеоритом станет еще более необходим для безопасности полета. Поэтому теперь, научившись моделировать метеоритный удар, надо искать способы защиты от него.

И здесь исследователи столкнулись с новыми парадоксами. Оказалось, что эффективной защитой может стать тонкий, на первый взгляд бесполезный экран из фольги, установленный на определенном расстоянии от основной конструкции. Он принимает на себя первый и главный удар. И что поразительно — экранная защита тем эффективнее, чем выше скорость попадающей в нее частицы!

Высокоскоростное метание частиц по горным породам позволяет изучать картину образования кратеров на планетах, в которой еще масса непонятного и неизвестного.

Сегодня представляет большой интерес изучение эффекта удара при суперкосмических скоростях 20— 100 километров в секунду. При таких скоростях соударения и ударяющееся тело и масса мишени превращаются в газ. Прямой эксперимент здесь пока невозможен, нужно искать математические и физические модели. Имеющиеся попытки подсчетов малообоснованны и дают противоречивые результаты. Кроме механики, здесь нужна физика, теплофизика, может быть, и химия.

Кстати, изучение метеоритного удара проливает новый свет на классическую проблему поиска метеоритов.

Десятки лет искали Тунгусский метеорит и ничего не нашли. Сегодня, когда мы имеем возможность создать космические условия в лаборатории, мы уже догадываемся, в чем дело. Метеорит, войдя в атмосферу и падая на землю, взорвался, превратился в газ и испарился, поэтому искать его осколки нелепо и бесполезно.

Относительно недавно у кумулятивных струй появилась новая профессия — они используются геофизиками для изучения магнитных и электрических полей в околоземном пространстве.

С геофизической ракеты в магнитную сферу Земли силой кумуляции выбрасывается облако паров бария. За несколько секунд под действием солнечного излучения атомы бария ионизируются (приобретают электрический заряд), и на высоте десятков или даже сотен километров появляется светящееся облако, распространяющееся вдоль силовой линии магнитного поля Земли. А за этим облаком, как за светящейся меткой, уже можно следить оптическими средствами и с Земли, и с самой ракеты, извлекая из этих наблюдений сведения о величине напряженности и аномалиях силового поля. Такие эксперименты, носящие название «Сполох», уже несколько лет проводятся Институтом космических исследований Академии наук при участии Института гидродинамики Сибирского отделения.

Итак, безумная идея рассматривать снаряд и броневую плиту как жидкость оказалась весьма плодотворной.