Упал — остался: Челябинский метеорит поможет создать внеземные материалы
За 10 лет, прошедшие со дня падения Челябинского метеорита, российские ученые изучили пришельца с самых разных сторон. Больше всего сведений он дал материаловедам: они получили доступ к сплавам, которые не встречаются на Земле и возникают только в условиях космоса. Также специалисты открыли новую форму углерода, собрали данные для подготовки полета на астероиды и изучили снежные столбики, которые появились после контакта звездной материи с заснеженной поверхностью на Урале. О главных сюрпризах, принесенных Челябинским метеоритом из космоса, — в материале «Известий».
Первая круглая
Ровно 10 лет назад, 15 февраля 2013 года, недалеко от Челябинска упал метеорит, по словам ученых, самый крупный со времен Тунгусского феномена. Проходя через атмосферу, глыба диаметром более 19 м и массой 11 тыс. т вызвала множество световых явлений, которые попали на видео и сделали это астрономическое событие известным во всем мире. Метеориту, кстати, дали имя «Челябинск». А сам он дал пищу одновременно и для множества теорий заговора, которые объясняли природное явление делами внеземных цивилизаций, и материал для серьезных научных работ.
— Метеоритов падает очень много, но особенность Челябинского в том, что это происходило практически в идеальных погодных условиях, с низкой облачностью, и все стадии процесса падения зарегистрированы на множестве видео. Поднято огромное количество метеоритного материала, фрагментов, более того, собраны вторичные материалы, синтезированные при пролете этого тела в плотных слоях атмосферы, а это было сделано впервые, — рассказал «Известиям» ректор ЧелГУ Сергей Таскаев.
Падение метеорита позволило понять, как он ведет себя в атмосфере, как разрушается, какая у него траектория и как распределяются его обломки, падая на землю. Благодаря этому стало значительно легче обнаружить свежие фрагменты метеоритов, которые засекли с Земли. Так, два новых упавших небесных тела были найдены по этим данным за последние 10 лет, рассказал профессор кафедры физических методов и приборов контроля качества УрФУ Виктор Гроховский.
Осколок Луны
Исследования Челябинского метеорита проводились в области химии, физики, баллистики, инженерного дела и других наук, рассказал Сергей Таскаев. Выпущены сотни статей по поводу его различных свойств, исследования выполнялись с применением методов большой науки: синхротронного излучения, нейтронных пучков, 3D-томографии. Радиоуглеродное датирование позволило определить возраст метеорита и некоторые моменты в его биографии. По включению сульфидов свинца и урана ученые сделали выводы о том, что он мог быть осколком Луны или того тела, которое падало на Луну.
Определение возраста метеорита
— Возраст метеорита близок к возрасту Солнечной системы. Когда пытались обобщить все научные результаты, насчитали, что у него в космосе было до восьми ударных событий. Хотя мы провели эксперименты и показали, что всю свою структуру он мог получить в одном соударении, — сказал Виктор Гроховский.
Изучение «Челябинска» дало множество данных материаловедению. Вещества, которые синтезируются в космосе, могут обладать уникальными физическими свойствами, потому что при их рождении отсутствует гравитация, но присутствует доза облучения элементарными частицами от космических лучей и солнечного ветра.
Также там случаются огромные интервалы одинаковых температур. Два астероида сталкиваются, образуется контактная зона, в которой идет переплавка материала. И остывает он очень медленно, потому что нет теплообмена, так как вокруг находится вакуум. Вещество в расплавленном состоянии может летать сотни, тысячи, десятки тысяч лет. Получить этот эффект естественным образом на Земле невозможно, но можно создать его искусственно и получить таким образом невиданные ранее материалы с заданными свойствами.
— В Челябинском метеорите есть вся таблица Менделеева, но в разном количестве. В миллионных и миллиардных долях процента в составе разных минералов есть все элементы. Но основные металлические — это кремний, марганец, алюминий, кальций, железо, никель, — сказал Виктор Гроховский.
Изучение минерального состава метеорита
Железо-никелевые сплавы получают в космосе иные свойства, чем на Земле. Они превращаются в полный аналог современных постоянных магнитов, которые применяют во множестве отраслей промышленности. Например, при производстве акустических систем, электродвигателей и измерительных приборов. Эти магниты обязательно содержат редкоземельные элементы, которые очень дороги. Но за пределами нашей планеты в составе метеорита существует их природный аналог, который имеет такие же свойства.
У природы получилось его создать, значит, теоретически может и человек. Чтобы этого добиться, надо заставить два сорта атомов внутри материала чередоваться слоями: слой железа — слой никеля. В области фундаментальных исследований первые шаги в этом направлении учеными уже сделаны, рассказал Сергей Таскаев.
Звездная пыль
Также благодаря Челябинскому метеориту найдены неизвестные ранее структуры, состоящие из углерода. Собрать их позволили условия, которые были во время падения метеорита.
— Метеорит упал зимой, когда в Челябинске лежит снег. Это дало возможность собрать метеоритную пыль. Мы увидели в микроскоп блестящую частичку. Предположили, что это особый вид алмаза. Но при дальнейшем исследовании оказалось, что это другая экзотическая форма углерода. Мы думаем, что она возникла в процессе прохождения метеорита через атмосферу Земли, так как при этом образуются необычное давление и температуры, — сказал профессор кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Владимир Ховайло, изучавший метеорит.
Уникальные данные также были получены при изучении проникновения множества фрагментов метеорита в слой рыхлого снега, рассказала «Известиям» старший научный сотрудник лаборатории метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН Марина Иванова. За упавшим фрагментом образовывались столбики, так называемые «снежные морковки». Как оказалось, они могут помочь при создании устройств, способных собирать ценные для ученых космические материалы. Например, звездную пыль из разных уголков Вселенной.
Кроме того, значимые выводы получены о родительском астероиде «Челябинска», который, скорее всего, является грудой щебня. Эти данные необходимы для подготовки к будущим полетам на астероиды и доставки с них ценного вещества. Такие проекты уже известны. Например, полет к астероиду Итокава, добавила Марина Иванова.
