Comprendre comment des météores de la taille de celui de Tcheliabinsk se brisent dans l’atmosphère est important pour pouvoir estimer les dégâts occasionnés sur Terre et permettre de prévoir un plan d'action pour la protection civile dans le cadre d'une défense planétaire.
Le processus de rupture du météore fait intervenir plusieurs domaine de la physique. Dans un premier temps la surface du météore interagit avec l'atmosphère et plus la surface est grande, plus le météore est exposé à la chaleur, au stress et à la pression.
Quand il rencontre l'atmosphère une pression énorme affecte l'avant du météore, les tensions se répartissent à l'arrière puis l'intérieur. Il se fracture en morceaux éjectés perpendiculairement à son déplacement. Les morceaux offrent une augmentation de surface donc une augmentation de leur interaction avec l'atmosphère, engendrant plus de brisures tel un emballement du processus de désintégration.
<<L’équipe de recherche a utilisé l’hydrodynamique des particules lissées (https://fr.wikipedia.org/wiki/Hydrodyna ... ss%C3%A9es), une méthode de calcul utilisée pour simuler la dynamique de la mécanique des solides et des écoulements de fluides, pour examiner le mode de rupture d’un astéroïde monolithique de la taille de Tcheliabinsk. Dans leurs simulations, l’équipe a constaté que l’explosion se produit lorsque des fissures majeures se forment sous contrainte de traction à l’arrière de l’astéroïde. L’échelle de temps de propagation des fissures vers l’avant de l’astéroïde contrôle le moment auquel l’astéroïde se divise en fragments plus petits en entrant dans l’atmosphère terrestre. Une famille de fragments près du front de choc protège alors temporairement une région de matériaux entièrement endommagés, jusqu’à ce qu’à environ 30 km au-dessus de la surface de la Terre, les fragments intacts se séparent et les débris sont exposés au flux libre. Enfin, le nuage de débris est rapidement décéléré et les fragments restants continuent de se briser en plus petits morceaux de roche.>>
Simulation 3D complète de la désintégration du météore de Chelyabinsk dans l'atmosphère terrestre. La météorite est représentée par un contour de l'état des dommages (blanc intact, noir complètement endommagé). Les nœuds d'air chauffés par le choc sont représentés par des points colorés en fonction de leur température. La fracture commence à l'arrière de l'objet. La fissure se propage ensuite vers l'avant et finit par diviser l'objet en trois fragments cohérents. Les fragments se désintègrent peu de temps après. Crédit : LLNL Planetary Defense program, YouTube
