ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ВЗРЫВА МЕТЕОРИТОВ
В Московской области имеется город Королев (бывший Калининград), известный многим как центр Российской ракетно-космической техники. В нем жили и работали мно- гие крупнейшие конструкторы и ученые, трудами которых нашей страной были сделаны основополагающие шаги в использовании космического пространства в интересах на- уки и практических нужд человечества. И сегодня, в очень трудные для отечественной космонавтики времена, руками многих из горожан-королевцев при мизерном финансирова- нии, почти на одном энтузиазме продолжаются практичес- кие работы и научные исследования, направленные на осу- ществление дальнейшего изучения ближнего и дальнего космоса, на обеспечение полетов в космос автоматических и пилотируемых кораблей. Все это, безусловно, способству- ет поддержанию пошатнувшегося престижа отечественной космонавтики.
В данном случае при желании можно было бы назвать
имена С. П. Королева, А. М. Исаева, В. П. Мишина, Г. А. Тюлина, Ю. А. Мозжорина, В. С. Авдуевского, В. Ф. Уткина, Н. А. Анфимова и большое количество других фамилий и имен, которые в той или иной мере причастны к этому важному все же делу. Делу нужному не только, в частности, для нашей многострадальной России, но и, в общем случае, для всей человеческой цивилизации, обосно- вавшейся на планете Земля. Но не о современных проблемах космонавтики пойдет наш дальнейший разговор...
Около сорока лет живет в городе Королеве и работает в небезызвестном для многих ЦНИИмаше старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук Невский Александр Платонович. Он приехал в подмосковный Коро- лев (тогда еще Калининград) молодым человеком после окончания в 1958 году физического факультета Московс- кого государственного университета, куда он поступил в
1952 году после окончания средней школы в курортном
Кисловодске.
У многих из нас имеются города, которые по тем или иным причинам навсегда входят в нашу жизнь. Для Невско- го таким городом стал курортный Кисловодск: там он ро- дился, учился и окончил школу. Впрочем, поскольку отец Александра Платоновича был военнослужащим (он работал, в частности, преподавателем Высшей офицерской школы ВВС в городе Липецке), вместе с родителями ему пришлось немало поездить по нашей обширной Родине и проживать во многих местах: Ленинграде, Сталинграде, Средней Азии и опять же в Кисловодске.
Еще в школьные годы, в начале 50-х годов, Невский
прочитал в журнале «Техника — молодежи» несколько ста- тей о Тунгусском метеорите. Интерес к этому загадочному феномену сохранился на всю жизнь: не проходили мимо бесчисленные публикации о Тунгусском метеорите в кни- гах, журналах и газетах, много часов раздумий было затра- чено на поиски тех или иных разумных объяснений собы- тий, случившихся более 90 лет тому назад в районе реки Подкаменная Тунгуска...
Юношеский интерес несомненно сыграл важную роль в том, что молодому специалисту А. Невскому в своих теоре- тических работах, выполненных по тематике научно-иссле- довательского института, удалось, так сказать «попутно», решить проблему Тунгусского метеорита, то есть найти ре- альное объяснение его физической природы и подтвердить все свои предположения реальными фактами...
Да, первое десятилетие двадцатого века подарило чело- вечеству загадку, решить которую, несмотря на усилия уже нескольких поколений ученых, до сих пор никому не уда- валось. Речь в данном случае идет о Тунгусском метеорите, который возбудил такую мощную волну творческого на- тиска многочисленных исследователей, которой не знала история изучения ни одного земного катаклизма. А начина- лось всеэто так...
Речь ниже пойдет о взрывном распаде метеорных тел в результате электрического разряда. Эту гипотезу впервые высказал А. П. Невский еще в 1963 году в своем докладе на семинаре Комитета по метеоритам Академии наук СССР. По не совсем понятным причинам автор задержал свою публикацию на 15 лет. Только в 1978 году в «Астро- номическом вестнике» (том 12, №4) появилась его публи- кация «Явление положительного стабилизируемого элект- рического заряда и эффект электроразрядного взрыва круп- ных метеоритных тел при полете в атмосферах планет». Не- сколько позже, в 1987 году, в журнале «Техника — моло- дежи» (№12), а в 1990 году в журнале «Земля и Вселенная» (№3) появились, соответственно, научно-популярные ста- тьи самого А. Невского и директора Радиоастрономической обсерватории Академии наук Латвии, доктора физико-ма- тематических наук А. Э. Балклавса, которые объясняют все основные особенности Тунгусского феномена.
В работах А. Невского рассмотрен процесс образования положительного электрического заряда на метеоритах, дви- жущихся с большой гиперзвуковой скоростью в атмосфере планет. Физика этого процесса следующая.
Важным газодинамическим процессом тела, движущего- ся в атмосфере, является образование вокруг него плазмен- ной оболочки. Поверхность тела может накаляться до такой степени, что начинается термоэлектронная эмиссия, то есть
«испарение» свободных электронов. Эти электроны захваты- ваются и уносятся встречным потоком плазмы. Тело приоб- ретает все возрастающий положительный заряд. Образуется огромный электрический диполь с концентрированным по- ложительным зарядом на поверхности и рассеянным отри- цательным зарядом в плазменном хвосте.
Поскольку положительный заряд поверхности при дос- тижении некоторой скорости стабилизируется и достигает значительной величины, то между телом и Землей возни- кает огромная разность потенциалов, которая может приве- сти к пробою воздушного слоя между метеоритным телом и Землей, то есть К РАЗРЯДУ МОЛНИИ. Величина напря- жения пробоя атмосферного воздуха зависит от влажности, температуры и некоторых других параметров. Зная массу, размеры и скорость движения тела, можно расчетным путем определить критическую высоту, на которой происходят разряды молний. Так, например, если тело имеет радиус до
300 метров, а скорость движения составляет 15 километров
в секунду, то такой разряд может начинаться уже с высоты
25 километров.
Следовательно, траектории попавших в атмосферу кос-
мических тел могут быть разделены на две группы:
— траектории, для которых высота максимального тор-
можения не попадает в область критического потенциала;
— траектории, для которых высота максимального тор-
можения попадает в данную область.
В первом случае космическое тело испытывает аэродина- мическое торможение вплоть до своего полного разрушения или соприкосновения с поверхностью Земли. Как показы- вают наблюдения метеоров и болидов, такой полет сопро- вождают аэроакустические (свист, шипение) и другие аэро- физические эффекты (генерация ударной волны, электри- ческие и магнитные аномалии).
Во втором рассматриваемом случае к вышеизложенному
присоединяется электрический разряд, то есть МОЛНИЯ, представляющая собой очень сложный физический про- цесс, исследования которого еще далеко не закончены и в наше время. Другими словами, преобразование энергии движения космического тела в энергию электрического разряда может происходить В ВИДЕ ОЧЕНЬ СИЛЬНОГО ВЗРЫВА.
Уже говорилось, что эффект высотного электроразряд-
ного взрыва, согласно гипотезе А. Невского, позволяет объяснить с научных позиций большую и значимую часть, если не сказать весь комплекс явлений, связанных с Тун-
гусским метеоритом. Рассмотрим некоторые, наиболее важ-
ные из них.
Во-первых, образование электрического пробоя и разви-
тие сверхмощного многоканального разряда между метеори- том и Землей должно приводить к наблюдению вспышки гигантского многокилометрового сверхяркого огненного столба, интенсивное излучение которого может вызывать ожоги и одновременное появление пожаров на громадной площади, что и наблюдалось при падении метеорита.
Очевидцы подтверждают, что видели «фонтан взрыва». Жители Ванавары и других окрестных мест даже почув- ствовали внезапный жар («чуть не загорелась рубашка»,
«будто пламя ударило по лицу» и т.д.). Физические усло-
вия в каналах, число которых может достигать сотен ты- сяч, способны породить жесткое рентгеновское, а также — в результате реакции ядерного синтеза дейтерия — нейт- ронное излучение.
Эта реакция (а ее уровень в районе катастрофы и сегод- ня в 10—12 раз выше уровня фона) дала генетические му- тации. Вот откуда усиленное развитие молодой поросли, которое весьма интриговало участников многочисленных экспедиций в район взрыва. А мощность его, как показали оценки, соответствует 40 миллионам тонн тротилового эк- вивалента (500 бомб, сброшенных на Хиросиму).
Во-вторых, взрывообразное выделение гигантской энер-
гии в почти цилиндрическом объеме должно приводить к образованию сверхмощной квазицилиндрической ударной волны, которая может вызвать совместно с электроразряд- ным дроблением пород многочисленными разрядными ка- налами образование обширных, но относительно мелких кратеров либо может привести к гигантскому хаотичному вывалу леса.
Однако эта ударная волна, в которой выделялась боль-
шая часть энергии разряда, не была единственной. Образо- вались еще две ударные волны. Именно поэтому очевидцы насчитали три сильнейших удара. Первая ударная волна — продукт выделения энергии в столбе сверхмолнии. Вто- рая — взрывное разрушение самого тела. Третья — обычная баллистическая волна от сверхзвукового вторжения косми- ческой глыбы в атмосферу. Ну, а артиллерийская канонада
вполне похожа на эхо электрических разрядов в сотнях ты-
сяч каналов.
В-третьих, сверхмощный электроразрядный высотный
взрыв должен приводить к взрывному разрушению метео- рита и к преобразованию значительной его части, ввиду чрезвычайно высокой температуры в разрядном столбе, в парообразное и пылевое состояние. Явление высотного взрыва метеорита объясняет, почему поиски осколков ока- зались тщетными.
Сверхмощный электрический разряд раздробил его на мелкие фракции, которые под воздействием высоких тем- ператур разрядовых каналов превратились в мельчайшую пыль, большая часть которой попросту испарилась. В пользу такой версии свидетельствуют и анализы почв в месте ката- строфы: в них обнаруживается повышенная концентрация микроскопических частиц, химический состав которых не свойствен земным почвам.
В-четвертых, при электроразрядном взрыве могут оста- ваться и относительно крупные осколки метеорита, кото- рые должны отбрасываться на многие десятки и сотни ки- лометров от места взрыва. Можно ожидать, что крупные осколки метеоритов могут быть обнаружены на расстоянии многих сотен километров от существующих кратеров. Круп- ные осколки могли выпасть на значительном расстоянии от места взрыва.
Это обстоятельство позволяет утверждать, что фрагмент Тунгусского метеорита найден и даже находился в метео- ритной коллекции СССР или России. Это уже упоминав- шийся нами известный метеорит Кагарлык, выпавший на Украине, за 5000 километров от места взрыва, в один день с Тунгусским метеоритом. Необходимо отметить и тот факт, что вещество особо крупных метеоритов, взорвавшихся на высотах 40—50 километров, может быть частично выбро- шено обратно в верхние слои стратосферы и даже космичес- кое пространство. Это вызвано, в частности, тем, что метео- рит взрывается с нижней стороны, а поэтому он сам или его крупные осколки получают мощный импульс в направ- лении от поверхности Земли.
В-пятых. Необходимо отметить, что сверхмощные пред-
пробойные электрические поля могут вызвать электроста-
тическую левитацию, которая объясняет наблюдаемые яв- ления подъема в воздух крупных предметов. Местные жите- ли, которых опрашивали входившие в экспедиции ученые, утверждали, что за миг до страшной вспышки кое-где в воздух взмыли деревья и юрты, отдельные участки почв (на холмах), на речках пошли волны против течения.
«Электрическая гипотеза» легко истолковывает и эти
явления. Огромный положительный заряд на сближающем- ся с поверхностью теле индуцирует сильные отрицательные заряды на наземных предметах. Нарастающие мощные силы электростатического притяжения и выполняют роль своеоб- разного магнита. Это явление нельзя смешивать с воздей- ствием ударной волны, которая приводит к другим послед- ствиям. Нужно сказать, что признание факта электроразряд- ного взрыва через многочисленные каналы объясняет и многие другие факты, связанные с Тунгусским метеоритом.
Эта гипотеза снимает и такой мучительный для исследо-
вателей вопрос: почему в районе эпицентра взрыва носите- ли постоянного магнитного поля в грунте ориентированы иначе, чем в районах, удаленных на 30—40 километров». Дело в том, что движение несущего мощный заряд косми- ческого тела адекватно короткому импульсу тока. И, зна- чит, должен возникнуть сильный импульс магнитного поля. Его и зафиксировали 30 июня приборы Иркутской обсер- ватории.
Наличие характерной для электроразрядного взрыва об- ласти максимальной концентрации пробойных каналов мо- жет объяснить факт образования относительно мелкого кра- тера, ставшего впоследствии болотом, которое не существо- вало до взрыва (жительница Даонова свидетельствует, что
«на том месте, где болото, раньше был хороший бор, там
стояли лабазы семейства Дженкоуль»). Растекание по водо- носным пластам гигантских в момент разряда токов, на- гревших воду в подземных горизонтах, способствовало об- разованию горячих («кипящих») водоемов и гигантских фонтанов-гейзеров в месте катастрофы.
Если бы идея чудовищного электрического разряда ро-
дилась хотя бы полвека назад, быть может, не был бы ис- трачен впустую гигантский физический труд многочислен- ных экспедиций по поиску осколков «метеорита». Заполнен-
ные водой многочисленные ямы в торфянике рождали вол- нующие, весьма логичные предположения: вот здесь-то они и покоятся. И копали, копали, копали...
Если говорить об ожогах деревьев и возникновении на
отдельных участках пожаров, то главная причина, конеч- но, — сильнейшая световая вспышка. Но «поработал» и ко- ронный разряд, сгенерированный электростатическим по- лем. Прежде всего там, где влажность почвы была высокой. И совсем рядом, на сухих холмах никаких следов обгорания. Что касается наблюдавшегося свечения неба, то, конечно, объяснить его отражением солнечного света от пыли, в ко- торую превратилось взорвавшееся тело, нельзя: за несколь- ко часов пыль не могла распространиться от берегов Енисея до Рейна.
Автор гипотезы А. Невский пришел к выводу, что све- тилась ионосфера, возмущенная полетом и взрывом Тун- гусского метеорита. Такое утверждение хорошо соотносится с тем, что наблюдалось 16 ноября 1984 года при вхожде- нии американского космического корабля «Дискавери» в атмосферу. Ворвавшись в земную атмосферу со скоростью, которая почти в 16 раз превышала скорость звука, он на высоте около 60 километров наблюдался в виде огромного огненного шара с широким хвостом, а, кроме этого, выз- вал длительное свечение верхних слоев атмосферы.
Имеется еще целый ряд «таинственных» явлений, опи-
сываемых очевидцами, например, «шипящий свист» или
«шум, как от крыльев испуганной птицы». Так вот, что ка- сается звуковых эффектов, то они всегда сопровождают коронирование электрического заряда.
Вторжение в атмосферу со сверхзвуковой скоростью крупных метеорных тел вызывает ряд явлений, которым не удавалось найти объяснение. Так, иногда возникают элект- рические разряды коронного типа («огни святого Эльма»). В электрических цепях индуцируются токи. Идут радиопоме- хи. По мнению А. Невского, природа их едина.
Таким образом, наблюдаемые явления при падении осо-
бо крупных метеоритов, в том числе и Тунгусского, нахо- дят достаточно полное объяснение на основе предположен- ного эффекта электроразрядного взрыва, подтверждая пред-
положение ряда предыдущих исследователей, что Тунгус- ское явление — пример падения обычного особо крупного метеорита. Этот вывод исключает необходимость привлече- ния экзотических гипотез о ядерном взрыве, аннигиляции антивещества, «черных дырах», космических лазерах и т.д.
Таковы основные положения гипотезы А. Невского, не- предвзятый, благожелательный подход к которой позволя- ет сделать вывод о том, что в данном случае мы ведем речь о твердо обоснованном научном объяснении происхождения и, самое главное, протекания Тунгусского феномена.
Множество моделей этого феномена, предлагавшихся на протяжении многих десятилетий, страдали общим изъяном: объясняя одни явления, «спотыкались» на других. Гипотеза А. Невского с построениями А. Балклавса выгодно отлича- ется от них, поскольку работает в тесном сочетании с боль- шинством выдвинутых сегодня (кроме экстравагантных) версий и предположений. Разрозненные доселе сведения ОБРАЗОВАЛИ ЕДИНУЮ ФИЗИЧЕСКУЮ КАРТИНУ электроразрядного взрыва Тунгусского метеорита.
Итак, настало время подвести некоторые итоги. Регуляр-
ное и тщательное изучение места катастрофы, которое ве- лось в последние десятилетия, не дало никаких определен- ных результатов. Отсутствие «прямых улик» всегда рождает много версий. Не располагая точными фактами, ученые выдвигали гипотезы одну за другой. Каких только предпо- ложений не было высказано о происхождении Тунгусского метеорита. Немало из них являются, как мы убедились, аб- солютно необоснованными с научной точки зрения: сложи- лась ситуация, когда некоторые авторы очень легко перехо- дят грань, отделяющую факты от экзотики, дезинформа- ции и даже шарлатанства. В данном же случае разговор необ- ходимо вести исключительно на языке науки.
Так уж случилось, что, чем больше появляется инфор- мации, тем меньше удовлетворяют ученых две самые рас- пространенные среди исследователей Тунгусской проблемы гипотезы: кометная, существующая в виде многих вариан- тов, и ядерного взрыва. И дело все в том, что ни одна из этих двух основных конкурирующих гипотез не объясняет пока всей совокупности фактов. Таков общий контур кар-
тины, обрисовывающей проблему Тунгусского метеорита и обозначившейся после многолетних работ, которые, впро- чем, продолжаются и по сей день.
Здесь, пожалуй, уместно привести еще одно высказыва-
ние академика Н. Васильева, опубликованное в сентябре
1986 года в газете «Комсомольская правда»:
«...К сожалению, целостная теория тунгусского явле- ния пока не создана. Думаю, что разгадка будет най- дена на путях модификаций кометной версии. Хотя я вам честно скажу, что не исключена возможность неожиданных поворотов во всем этом...»
Постараемся показать ниже, что Н. Васильев, можно ска-
зать, «как в воду смотрел», но об этом несколько позже...