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Autore Messaggio
MessaggioInviato: venerdì 29 agosto 2014, 14:40 
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Iscritto il: venerdì 3 luglio 2009, 11:02
Messaggi: 2026
Tipo di Astrofilo: Fotografo
Temo sia una domanda tosta. Ma dato che e' di astronautica, circa, penso sia in tema.
Ammetto, la domanda origina dal previsto lancio "paracadu-spaziale" da 120.000 piedi (36.5Km).
E mi sono domandato se c'e' una altezza "proibitiva", pena la vaporizzazione per attrito.
Successivamente pero' mi sono fatto una domanda opposta: quale puo' essere (scegliendo tra tutte le traiettorie) la velocita' minima di impatto nell'Atmosfera per un meteorite?
Suppongo che servano fior di integrali per rispondere...
Ma, se qualche anima pia ha conoscenze relative, aggiungo che mi piacerebbe sapere la risposta sia per il caso di oggetto a orbita iperbolica (insomma un "intruso" che entra nel sistema solare), sia nel caso di orbita ellittica, includendo il caso "orbita esatta a quella terrestre, ma un po' piu' in ritardo".
In particolare per quest'ultimo caso (che guarda un po' quasi somiglia al lancio paraca-spaziale, ammetto), capisco bene che l'orbita sarebbe instabile e non si puo' immaginare di avere un oggetto in quella posizione.
Ma, per sapere, mi piacerebbe fosse valutato anche questo caso.

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Telescopio e montatura: Meade ACF LXD 75 (SC 8'') - Riduttore: Baader Alan Gee Mark II (attualmente: Feq 1090, f5.4)

CCD Deep: Orion DSCI II (color ICX429AKL 752*582 8.6nm*8.3nm) - Guida: OAG tramite Meade DSI Pro
CCD HiRes: Philips SPC900NC
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MessaggioInviato: venerdì 29 agosto 2014, 15:28 
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Iscritto il: mercoledì 8 febbraio 2006, 15:35
Messaggi: 16955
Località: Dove mi portano le stelle
Tipo di Astrofilo: Visualista e Fotografo
Ammettiamo di avere un corpo che ha un'orbita praticamente coincidente, come semiassi, angolazione, eccentricità e via discorrendo alla Terra.
Questa leggerissima differenza comporta un lentissimo avvicinamento alla Terra, anno per anno. Sin quando l'impatto diventa inevitabile.
Quale sarà la velocità relativa fra i due corpi. Se considerassimo solo la Terra e il meteoride, potremmo in teoria basarci solo sulla legge di gravitazione universale in quanto la Terra attrarrebbe sempre più l'oggetto piccolo con un'accelerazione ben calcolabile.
Ma ammettendo che vi possano essere influenze della Luna e di altri corpi potrebbe teoricamente avvenire un impatto con l'atmosfera con una velocità relativa abbastanza bassa.
La velocità di impatto con l'atmosfera delle capsule apollo fu dell'ordine della decina di km al secondo.
Presumibilmente si potrebbe arrivare a una della velocità a circa 8 km/s
Questa è più o meno la velocità che avrebbe un corpo che impattasse la Terra partendo da velocità quasi nulla dal punto di equilibrio fra la Terra e la Luna e che corrisponde anche in linea di massima alla velocità orbitale di un corpo in orbita medio bassa attorno alla Terra.
Penso che velocità relative inferiori non possano essere raggiunte.
Ovviamente considero tale velocità come vettore di impatto con l'atmosfera. Se si considera invece la direttirce "oggetto-centro Terra" allora tale velocità sarà prossima a zero per oggetti in orbita a lento decadimento.

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MessaggioInviato: venerdì 29 agosto 2014, 16:08 
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Iscritto il: mercoledì 15 ottobre 2008, 17:01
Messaggi: 20265
Località: Firenze
Tipo di Astrofilo: Visualista e Fotografo
Ho idea che per un oggetto non dotato di propulsione propria, tipo un meteorite, che si avvicinasse lentamente alla Terra e poi ne cadesse inevitabilmente sopra, si avrebbe una velocità di rientro nell'atmosfera minima molto prossima o uguale alla velocità di fuga, circa 11 km/s. I meteoriti di cui abbiamo valutato la velocità di impatto sull'atmosfera avevano tutti velocità più alte, mi sembra che quello di Celiabinsk (o come si scrive) rientrasse a circa 18 km/s. Nonso se Renzo possa concordare con me.

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MessaggioInviato: venerdì 29 agosto 2014, 16:29 
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Iscritto il: mercoledì 8 febbraio 2006, 15:35
Messaggi: 16955
Località: Dove mi portano le stelle
Tipo di Astrofilo: Visualista e Fotografo
Per quanto mi ricordo la velocità di impatto delle meteoriti di media oscilla fra i 18 e i 72 km/s a seconda (scusate il bisticcio di parole) se si muovono nel senso dell'orbita o in modo retrogrado rispetto alla Terra.
Non sono però certo che questi valori siano i limiti minimo e massimo.
Come ho scritto prima la velocità di impatto delle capsule Apollo (che avevano velocità abbondantemente non nulla al momento del passaggio tra la zona di influenza gravitazionale lunare e quella terrestre) era di poco meno di 40.000 km/ora e cioè intorno a 11 km/sec
Ma un corpo che orbita attorno alla Terra viaggia con una velocità di circa 28.000 Km/ora (7,8 km/sec).
Tecnicamente un meteoroide può essere anche una particella in orbita instabile attorno alla Terra per cui ...
La velocità di fuga di 11 km/sec è, se mi ricordo bene, di origine diversa.
Si tratta della velocità che un corpo dovrebbe avere sulla superficie della Terra e in assenza di altre forze per uscire dall'attrazione gravitazionale terrestre.
Per cui tale velocità si raggiunge al momento dell'impatto a Terra (in assenza di atmosfera) nel caso di un meteoroide che provenisse con velocità zero all'infinito rispetto alla Terra in assenza di altre forze. Ma purtroppo gli altri corpi ci sono (soprattutto il Sole che complica notevolmente i casi)
Ritengo perciò che la velocità minima di impatto nell'atmosfera esterna possa essere dell'ordine dei 7/8 km/sec

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MessaggioInviato: venerdì 29 agosto 2014, 16:43 
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Iscritto il: mercoledì 21 febbraio 2007, 12:50
Messaggi: 4083
Vediamo, dobbiamo distinguere due componenti:

la velocità di avvicinamento alla Terra dipende dalla velocità della Terra, l'orbita della Terra essendo ellittica fa si che la velocità della Terra varia in continuo durante l'anno oscillando attorno ad un valore medio di circa 30 km/sec, dalla velocità della meteora che per incontrare la Terra deve essere alla stessa distanza dal Sole della Terra con conseguente uguale velocità (a meno che non stiamo parlando di meteore interstellari con velocità iperboliche, ne esistono) ma soprattutto dalla geometria dell'incontro che fa si che le due velocità si possano sommare o sottrarre con la conseguenza che la velocità di una meteora rispetto alla Terra possa essere compresa tra 0 e 60 km/sec circa.

la seconda componente deriva dal campo gravitazionale della Terra, a simmetria (praticamente) sferica per cui da ogni direzione arrivi la meteora si deve aggiungere circa 11,5 km/sec (velocità di fuga dalla Terra) alla precedente componente.

Totale: una meteora che entra nell'atmosfera terrestre può avere una velocità compresa tra 12 km/sec e 72 km/sec, a meno che non sia iperbolica in tal caso può avere velocità fino a 120 km/sec (misurate con effetto doppler con i radar) e in linea teorica fino a 440 km/sec (questo dato non appare in nessun documento visto che non l'ho mai pubblicato finora). Poi esistono, sempre in via teorica altri casi, mai osservate (ufficialmente) in cui una meteora entra in orbita attorno alla Terra e allora la velocità di entrata nell'atmosfera può essere compresa tra gli 8 e i 12 km/sec, quella che hanno i rientri satellitari.

Attenzione: tutti questi valori sono validi all'ingresso nell'atmosfera (che in effetti non ha un confine netto), appena la meteora si rende visibile è già stata decelerata dall'atmosfera per cui la velocità sarà in diminuzione continua, per oggetti fino a 10 tn la velocità cosmica viene persa a quote (mediamente) attorno ai 8-12 km d'altezza, per oggetti fino a 100 tn l'oggetto arriva al suolo con una parte della velocità cosmica iniziale, ossia 2-3 km/sec (velocità ipersonica), oltre i 100 tn l'atmosfera si comporta come una carta velina o la nebbia, ossia praticamente non oppone resistenza. Queste velocità fanno si che il meteoroide (così si chiama il corpo che da origine a una meteora) raggiunga temperature di migliaia di gradi tali da fare sublimare circa 10 cm di spesso di materiale, il che equivale a dire che un oggetto come una testa umana arriva al suolo al massimo come un granellino di polvere mentre un asteroide non ne risente minimamente.

Ciao.
Roberto Gorelli


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MessaggioInviato: venerdì 29 agosto 2014, 19:43 
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Iscritto il: venerdì 3 luglio 2009, 11:02
Messaggi: 2026
Tipo di Astrofilo: Fotografo
Grazie a tutti dei contributi iperbolici! :please:
Tra l'altro mi sono scordato di aggiungere che, vero, la curiosita' mi era nata come ho descritto ma l'impellenza di domandare viene fuori da una domanda che mi hanno fatto quando ho spiegato che le stelle cadenti sono pezzi di materia che entrano nell'Atmosfera.
La successiva domanda e' stata: e perche' sono luminosi?
Ed io: perche' entrano nell'Atmosfera velocissimi e quindi per attrito "bruciano"
Per fortuna non mi hanno domandato "e perche' vanno velocissimi?" al che avrei appunto avuto il dubbio se dire che la gravita' terrestre basta per accelerarli alle velocita' sufficienti, oppure se dovevo dire che e' dovuto anche alla loro velocita' iniziale.
Ma mi pare si possa dire, dato che il minino e' 8Km/sec (o circa), che gia' la gravita' terrestre basta.

Poi posso continuare con le domande in effetti :D
-i vari sciami provenienti dai residui delle comete (tipo le Perseidi mi pare no?), sono da considerare in orbita ellittica vero?
-passando ai meteoriti a orbita iperbolica, c'e' modo di stimare, anche vagamente, se stiamo vedendo un meteorite estremamente veloce quindi un "intruso", solo dalla variazione della luminosita'? Ovviamente non sapendo le sue dimensioni, quindi mi sa di no ma non si sa mai....

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MessaggioInviato: sabato 30 agosto 2014, 15:33 
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Messaggi: 4083
Fabios ha scritto:
Grazie a tutti dei contributi iperbolici! :please:
Tra l'altro mi sono scordato di aggiungere che, vero, la curiosita' mi era nata come ho descritto ma l'impellenza di domandare viene fuori da una domanda che mi hanno fatto quando ho spiegato che le stelle cadenti sono pezzi di materia che entrano nell'Atmosfera.
La successiva domanda e' stata: e perche' sono luminosi?
Ed io: perche' entrano nell'Atmosfera velocissimi e quindi per attrito "bruciano"
Per fortuna non mi hanno domandato "e perche' vanno velocissimi?" al che avrei appunto avuto il dubbio se dire che la gravita' terrestre basta per accelerarli alle velocita' sufficienti, oppure se dovevo dire che e' dovuto anche alla loro velocita' iniziale.
Ma mi pare si possa dire, dato che il minino e' 8Km/sec (o circa), che gia' la gravita' terrestre basta.

Poi posso continuare con le domande in effetti :D
-i vari sciami provenienti dai residui delle comete (tipo le Perseidi mi pare no?), sono da considerare in orbita ellittica vero?
-passando ai meteoriti a orbita iperbolica, c'e' modo di stimare, anche vagamente, se stiamo vedendo un meteorite estremamente veloce quindi un "intruso", solo dalla variazione della luminosita'? Ovviamente non sapendo le sue dimensioni, quindi mi sa di no ma non si sa mai....


Perché sono così luminosi? Basta pensare che una meteora/meteorite che entra nell'atmosfera a 20-30 km/sec ha un'energia cinetica pari a 60 volte il proprio peso in TNT. Immaginate un meteoroide di 100 kg che entri nell'atmosfera (20-30 km/sec altrimenti per velocità superiori l'energia aumenta) ha un'energia cinetica di 6.000 kg di TNT pari a un multiplo in polvere pirica, allora si può capire perché da origine ad un bolide come la Luna piena.

> Ma mi pare si possa dire, dato che il minino e' 8Km/sec (o circa), che gia' la gravita' terrestre basta.

In parte, la maggior parte deriva dalla velocità di avvicinamento. Una volta ho visto un rientro satellitare, una cosa lunghissima che non finiva mai, sotto forma di una collana di perle bianche tipo magnesio incandescente e tutto probabilmente per un bullone!

>-i vari sciami provenienti dai residui delle comete (tipo le Perseidi mi pare no?), sono da considerare in orbita ellittica vero?

In linea generale lo dovrebbero essere tutti ma ci sono anche sciami derivanti da comete in orbite paraboliche o iperboliche (apparentemente iperboliche).

>-passando ai meteoriti a orbita iperbolica, c'e' modo di stimare, anche vagamente, se stiamo vedendo un meteorite estremamente veloce quindi un "intruso", solo dalla variazione della luminosita'? Ovviamente non sapendo le sue dimensioni, quindi mi sa di no ma non si sa mai.

In genere le meteore ad alta velocità sono anche apparentemente velocissime ma dipende dalla geometria della visione dell'osservatore, quelle iperboliche sono visibili solo via radar perché sono piccolissime dell'ordine del milionesimo di grammo, in effetti in uno studio che sto effettuando ci sarebbe stato un outburst di meteore iperboliche riprese con telecamere e di magnitudine negativa, il problema in questo caso è che l'outburst, della durata di 2 giorni, è avvenuto praticamente in coincidenza col massimo di uno dei principali sciami e con radiante nelle vicinanze dello stesso. Errori di misura o realtà?
Riguardo i meteoriti iperbolici non se ne conoscono (per fortuna), li sto teorizzando da anni, assieme ad asteroidi iperbolici ma dovrebbero essere talmente rari da capitare ogni milione o più di anni.
Ciao.
Roberto Gorelli


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MessaggioInviato: domenica 31 agosto 2014, 16:08 
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Iscritto il: venerdì 3 luglio 2009, 11:02
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Tipo di Astrofilo: Fotografo
Grazie! Molto informativo, specie sulla rarita' delle meteore iperboliche.

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