О температурах аэродинамического нагрева сферических микрочастиц, моделирующих микробиологические объекты, входящие в атмосферу Земли с космическими скоростями

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Разработана математическая модель, описывающая движение в околоземном космическом пространстве (ОКП) и аэродинамический нагрев при входе в атмосферу сферических микрочастиц из углерода (графита) радиусами от 0.5 до 3 мкм, моделирующих споры земных бактерий, а также споры гипотетических бактерий внеземного происхождения. Модель основана на совместном численном решении уравнений движения в ОКП указанного модельного микробиологического объекта (МБО) и уравнения теплового баланса, описывающего изменение внутренней энергии МБО. Полученные расчетные данные показывают, что максимальные температуры аэродинамического нагрева спор земных бактерий, отделяющихся от поверхностей крупных низкоорбитальных объектов искусственного происхождения, оказываются существенно меньшими предельной температуры выживания спор земных бактерий при импульсном нагреве. Кроме того, результаты численных экспериментов дают основания для предположения, что споры гипотетических внеземных бактерий размером не более 1 мкм способны выдерживать аэродинамический нагрев при входе в атмосферу Земли со скоростями большими, чем вторая и третья космическая скорость.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Е. Колесников

Санкт-Петербургский государственный университет

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: e.kolesnikov@spbu.ru
Ресей, Санкт-Петербург

С. Чернов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: e.kolesnikov@spbu.ru
Ресей, Санкт-Петербург

Әдебиет тізімі

  1. Колесников Е. К., Чернов С. В. О времени существования микрочастиц на низких круговых околоземных орбитах // Косм. исслед. 1997. Т. 35. № 2. С. 221–222.
  2. Цыганков О. С., Гребенникова Т. В., Дешевая Е. А. и др. Исследования мелкодисперсной среды на внешней поверхности международной космической станции в эксперименте “Тест”: обнаружены жизнеспособные микробиологические объекты // Косм. техника и технологии. 2015. № 1(8). С. 32–41.
  3. Баранов В. М., Поликарпов Н. А., Свистунова Ю. В. и др. Основные результаты эксперимента “Биориск” на Международной космической станции // Авиакосм. и эколог. медицина. 2006. Т. 40. № 3. С. 3–9.
  4. Hoyle F., Wickramasinghe N. C., Al-Mufti S. The Viability with Respect to Temperature of Micro-Organisms Incident on The Earth’s Atmosphere // Astrophysics and Space Science. 1999. V. 268. P. 45–50. https://doi.org/10.1023/A:1002484300533.
  5. Колесников Е. К. Динамические модели процессов распространения потоков заряженных частиц в космической плазме: дис. … д-ра физ.-мат. наук. СПб., 1998. 481 с.
  6. Burns J. A., Philippe L. L., Soter S. Radiation Forces on Small Particles in the Solar System // Icarus. 1979. V. 40. P. 1–48.
  7. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986.
  8. Бронштэн B. A. Физика метеорных явлений. M.: Наука. 1981.
  9. Picone J. M., Hedin A. E., Drob D. P. et al. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues // J. Geophysical Research. 2002. V. 107. No. A12. P. SIA 15–1–SIA 15–16.
  10. Бабичев А. П., Бабушкина Н. А., Братковский А. М. и др. Физические величины: справ. / под. ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат. 1991.
  11. Мартыненко Ю.В., Огнев Л. И. Тепловое излучение наночастиц // Журн. техн. физики. 2005. Т. 75. Вып. 11. С. 130–132.
  12. Свойства элементов: в 2-х ч. Ч. 1. Физические свойства: справ. 2-е изд. М.: Металлургия, 1976.
  13. Колесников Е. К., Чернов С. В. Времена жизни техногенных микрочастиц, инжектируемых в околоземное космическое пространство на геостационарной орбите // Косм. исслед. 2022. Т. 60. № 4. С. 307–314. doi: 10.31857/S0023420622040057
  14. Klumov В. А., Popel S. I., Bingham R. Dust particle charging and formation of dust structures in the upper atmosphere // Pis’ma v ZhETF. 2000. V. 72. Iss. 7. P. 524–529.
  15. Клумов Б. А., Морфилл Г. Е., Попель С. И. Формирование структур в запыленной ионосфере // Журн. эксперим. и теорет. физики. 2005. Т. 127. Вып. 1. С. 171–185.
  16. Gadsden M., Schroder W. Noctilucent clouds. Springer-Verlag. Berlin. 1989.
  17. Базикян Э.А., Волчкова Л. В., Лукина Г. И. и др. Особенности дезинфекции и стерилизации в стоматологии: учеб. пособие. М.: ГЭОТАР-Медиа. 2016.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Time course of the MBO temperature of different radii for the value of the longitude of the separation point λ = 0° at a velocity of 7.67 km/s: curve 1 - 0.5 μm; 2 - 1 μm; 3 - 2 μm; 4 - 3 μm

Жүктеу (83KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Time course of the temperature of MBOs of different radii for the value of the longitude of the separation point λ = 310° at a velocity of 7.67 km/s: 1-0.5 μm; 2-1 μm; 3-2 μm; 4-3 μm

Жүктеу (81KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Time course of the MBO temperature of different radii for the value of the longitude of the separation point λ = 0°C at a velocity of 11.20 km/s: curve 1 - 0.5 μm; 2 - 1 μm; 3 - 2 μm; 4 - 3 μm

Жүктеу (86KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Time course of the MBO temperature of different radii for the value of longitude of the separation point λ = 173°C at a velocity of 11.20 km/s: curve 1 - 0.5 μm; 2 - 1 μm; 3 - 2 μm; 4 - 3 μm

Жүктеу (83KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Time course of the MBO temperature of different radii for the value of the longitude of the separation point λ = 0° at a velocity of 16.65 km/s: curve 1 - 0.5 μm; 2 - 1 μm; 3 - 2 μm; 4 - 3 μm

Жүктеу (92KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Time course of the MBO temperature of different radii for the value of the longitude of the separation point λ = 173° at a velocity of 16.65 km/s: curve 1 - 0.5 μm; 2 - 1 μm; 3 - 2 μm; 4 - 3 μm

Жүктеу (88KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».