Simulación Experimental y Numérica del Tamaño y Velocidad de los Eyecta de un Asteroide de Montón de Escombros Impactado a Hipervelocidad
Autores: Liu, Wenjin; Zhang, Qingming; Long, Renrong; Ren, Jiankang; Li, Juncheng; Gong, Zizheng; Wu, Qiang; Ren, Siyuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Simulación Experimental y Numérica del Tamaño y Velocidad de los Eyecta de un Asteroide de Montón de Escombros Impactado a Hipervelocidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Asteroides
Impacto
Experimentos
Simulaciones numéricas
Rocas
Eyección
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Los asteroides en forma de pila de escombros pueden ser el tipo de objeto cercano a la Tierra que más probablemente amenace a la Tierra en un futuro evento de colisión. Se realizaron experimentos de impacto a pequeña escala y simulaciones numéricas para impactos a gran escala con el fin de aclarar la relación de tamaño de los efectos del diámetro del bloque/proyectil en la distribución de tamaño-velocidad de los eyectados. Se llevaron a cabo una serie de experimentos de cráteres por impacto a pequeña escala en objetivos de yeso-basalto poroso a velocidades de 2.3 a 5.5 km·s. Se observaron tres procesos de eyección sucesivos mediante cámaras de alta velocidad y ultra alta velocidad. Se midieron el coeficiente de transferencia de momento y el tamaño del cráter. Se estableció un modelo numérico tridimensional que refleja la distribución aleatoria de los bloques interiores de la estructura de asteroide en forma de pila de escombros. La relación de tamaño (longitud a diámetro) del tamaño del bloque dentro del asteroide al diámetro del proyectil cambió de 0.25 a 1.7. Realizamos una simulación numérica de hidrodinámica de partículas suavizadas en el software AUTODYN para estudiar el efecto del tamaño del bloque en la distribución de tamaño-velocidad de los eyectados. Los resultados de la simulación sugieren que la porosidad microscópica en el regolito afecta la propagación de las ondas de choque y reduce la velocidad de los eyectados. Los resultados de los experimentos y de la simulación numérica sugieren que tanto el flujo de excavación como el mecanismo de eyección por deslaminación pueden expulsar bloques (0.12-0.72 m) fuera del asteroide en forma de pila de escombros. Estos experimentos y resultados de simulación nos ayudan a seleccionar el sitio de impacto potencial en un escenario de defensa planetaria y a reducir el riesgo de desviación.
Descripción
Los asteroides en forma de pila de escombros pueden ser el tipo de objeto cercano a la Tierra que más probablemente amenace a la Tierra en un futuro evento de colisión. Se realizaron experimentos de impacto a pequeña escala y simulaciones numéricas para impactos a gran escala con el fin de aclarar la relación de tamaño de los efectos del diámetro del bloque/proyectil en la distribución de tamaño-velocidad de los eyectados. Se llevaron a cabo una serie de experimentos de cráteres por impacto a pequeña escala en objetivos de yeso-basalto poroso a velocidades de 2.3 a 5.5 km·s. Se observaron tres procesos de eyección sucesivos mediante cámaras de alta velocidad y ultra alta velocidad. Se midieron el coeficiente de transferencia de momento y el tamaño del cráter. Se estableció un modelo numérico tridimensional que refleja la distribución aleatoria de los bloques interiores de la estructura de asteroide en forma de pila de escombros. La relación de tamaño (longitud a diámetro) del tamaño del bloque dentro del asteroide al diámetro del proyectil cambió de 0.25 a 1.7. Realizamos una simulación numérica de hidrodinámica de partículas suavizadas en el software AUTODYN para estudiar el efecto del tamaño del bloque en la distribución de tamaño-velocidad de los eyectados. Los resultados de la simulación sugieren que la porosidad microscópica en el regolito afecta la propagación de las ondas de choque y reduce la velocidad de los eyectados. Los resultados de los experimentos y de la simulación numérica sugieren que tanto el flujo de excavación como el mecanismo de eyección por deslaminación pueden expulsar bloques (0.12-0.72 m) fuera del asteroide en forma de pila de escombros. Estos experimentos y resultados de simulación nos ayudan a seleccionar el sitio de impacto potencial en un escenario de defensa planetaria y a reducir el riesgo de desviación.