Что за бомбу сбросили на астероид Рюгу?

[Toolt]

"В 04:56 по московскому времени японская автоматическая станция «Хаябуса 2» снизилась над поверхностью астероида Рюгу и сбросила на него бомбу с высоты около 500 метров. После этого она удалилась на безопасное расстояние, чтобы ее не задело осколками от взрыва. ...Бомба должна взорваться где-то на высоте между 100 и 200 метров, разогнав медную панель до 2 км/с. По оценкам ученых, она деформировалась от взрыва еще в полете, приняв выгнутую форму, подобную шлему или тазу".
...Об успехе детонации судить можно будет к концу апреля, а через два месяца «Хаябуса» вернется к месту взрыва, чтобы собрать образцы грунта, которые обнажил взрыв".
https://news.mail.ru/society/36867650/?frommail=1
По ссылке - более подробное описание, фото и видео испытаний "бомбы".
Конечно, в первую очередь восхищает технологический уровень проекта. Станция не только зависает над астероидом на определенной высоте (используя для позиционирования ионные двигатели), но и подвешивает на более низкой высоте "бомбу", которая в свою очередь способна позиционироваться в пространстве, обеспечивая строго направленный взрыв. И при этом еще станция спокойно удаляется за горизонт Рюгу, чтобы не пострадать от взрыва. И все это на таком расстоянии от Земли, что общая задержка сигнала составляет около получаса.
Интересно, как вообще был организован "взрыв". Из сообщения мало что можно понять. На фото "бомбы" - что-то вроде кастрюли, а на видео испытаний "бомбы" ее тщательно спрятали от посторонних глаз ж/б панелями, оставив зрителям лишь дым и звук от взрыва и поражение мишени.
Какие возникают вопросы. Судя по размерам воронки и указанной скорости "медной панели", ее вес (панели) составляет около 1 кг. (из $h=0,85(Q)^0^,^3^3$, где h глубина воронки, Q - кинетическая энергия снаряда в МДж, формула для очень ориентировочных расчетов, но примерно так). Разогнать килограммовое тело до 2 км в сек непросто. Все-таки "бомбой" данное устройство назвать нельзя. Заряд явно метательный, а не разрывной. Непонятно, зачем изощряться, превращая плоскую медную "панель" в "тазик" взрывом, если можно изначально сделать ее в виде колпачка. При том, что метального заряда было разумное количество (не тонна же, наверное, килограммов 5), обеспечить движение "панели" в одном направлении и с такой скоростью безоболочным взрывом невозможно. Должна быть достаточно прочная и тяжелая оболочка заряда (типа пушечного ствола или мощной гильзы), и эта оболочка должна была отлететь в противоположную сторону с немалой скоростью (не от нее ли на всякий случай спряталась Хаябуса аж за горизонт). И что же все-таки они там на видео спрятали за ж\б стенками? Пушечный ствол что ли? Ну, тогда его длина должна быть метров 15. По-моему никаким "взрывом" (хоть безоболочным, хоть в пушечном стволе) скорость 2 км в сек создать невозможно, это максимальная скорость расширения пороховых газов. Применение вместо метальных составов (порохов) более мощных ВВ невозможно, так как "панель" просто будет разрушена. Нужен ракетный двигатель, но тогда 100 метров активной фазы может не хватить? (Да и на видео все-таки мы видим взрыв или выстрел). Что здесь не так?

[Munin]

Toolt в сообщении #1386133 писал(а):

Что здесь не так?

Конспирология здесь не так.

[Toolt]

Munin в сообщении #1386143 писал(а):

Toolt в сообщении #1386133 писал(а):

Что здесь не так?

Конспирология здесь не так.

Вот честное слово, никакой конспирологии не имел в виду. Чисто технический интерес.

[Munin]

Для чисто технического интереса, надо закрыть и навсегда забыть сайты типа news.mail.ru.

Потом открыть Гугл, и набрать там что-нибудь типа "Hayabusa 2 technical details". И начать гуглить.

Перед запуском любого научного инструмента публикуют отчёты о том, что именно будет запущено, и как оно устроено. А после - отчёты о результатах. Вот первое и надо искать (первая половина поиска будет посвящена тому, как это правильно называется). Все эти документы - открытые данные, для налогоплательщиков и других учёных. Это не военка, тут ничего секретного нет.

[Toolt]

Munin в сообщении #1386153 писал(а):

Для чисто технического интереса, надо закрыть и навсегда забыть сайты типа news.mail.ru.
Потом открыть Гугл, и набрать там что-нибудь типа "Hayabusa 2 technical details". И начать гуглить.

Пожалуй, лучшее, что нашел: http://www.planetary.org/blogs/jason-da ... 2-sci.html
Все очень подробно. Действительно, само устройство (Small Carry-on Impactor), представляющее собой цилиндр диаметром 30 см и высотой 22 см, весом 14 кг, действительно не доставляется на поверхность, а "выстреливает" медной пластиной, вывернув ее наизнанку в виде "шлема", в поверхность астероида с высоты 100-200 м. Вес метательного заряда ВВ, получается, я примерно угадал (судя по картинке и общему весу устройства). Устройство не имеет средств ориентации и направляется первоначально в нужную сторону станцией, и ему придается вращение.
Но, собственно, вопрос о скорости 2000 м/сек остается. Никакой конспирологии, факт Small Carry-on Impactor не подлежит сомнению. Но как физически возможно разогнать медную пластину весом 1 кг до скорости 2 км в сек. взрывом (без тяжелой гильзы, ствола и т.д.) без ее разрушения, непонятно. Конечно, используется не обычное ВВ, а со специальными характеристиками, что-то среднее между порохами и бризантными ВВ. Конечно, то, что медная пластина изначально вогнута вовнутрь, а во время взрыва сильно выгибается наружу - увеличивает время действия газов на снаряд. Но разве этого достаточно?

[Munin]

Там есть ссылка на
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11214-016-0297-5
Дальше статья платная. Можно искать её у научных пиратов. Но очевидно, что все подробности - там.

Кроме того, сама статья имеет такие ссылки:

• H. Kato, C. Okamoto, T. Saiki, Numerical investigation of impactor design for Hayabusa2, in Proceedings of the 4th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications, 17-PP-12 (2011)
• C. Okamoto, T. Saiki, H. Kato, Numerical research of the flying plate detonator, in Proceedings of the 4th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications, 16-H3-2 (2011)
• J. Wu, J.B. Liu, Y.X. Du, Experimental and numerical study on the flight and penetration properties of explosively-formed projectile. Int. J. Impact Eng. 34, 1147–1162 (2007) - это несколько в сторону

Думаю, там как раз те объяснения, которые вы ищете.

[Toolt]

Munin в сообщении #1386172 писал(а):

Там есть ссылка на
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11214-016-0297-5
Дальше статья платная. Можно искать её у научных пиратов. Но очевидно, что все подробности - там.

Кроме того, сама статья имеет такие ссылки:

• H. Kato, C. Okamoto, T. Saiki, Numerical investigation of impactor design for Hayabusa2, in Proceedings of the 4th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications, 17-PP-12 (2011)
• C. Okamoto, T. Saiki, H. Kato, Numerical research of the flying plate detonator, in Proceedings of the 4th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications, 16-H3-2 (2011)
• J. Wu, J.B. Liu, Y.X. Du, Experimental and numerical study on the flight and penetration properties of explosively-formed projectile. Int. J. Impact Eng. 34, 1147–1162 (2007) - это несколько в сторону

Думаю, там как раз те объяснения, которые вы ищете.

Спасибо. В этой статье, помимо прочего, такой интересный момент... A special type of shaped charge is used for the acceleration of the impactor of the SCI in order to make system simpler.
...Когда я посмотрел на рисунок ВВ, формованного с выемкой, с медной вогнутой облицовкой, то конечно, первое, что пришло на ум: уж больно напоминает кумулятивный заряд, просто не стал писать, т.к. глазам не поверил. А здесь черным по белому: специальный тип кумулятивного заряда. Кумулятивный заряд? Тогда изображенный на рисунке выгнутый наружу "шлем" из меди - это только первая стадия, а дальше - кумулятивная струя? (И ВВ не метательное, а мощнейшее бризантное ВВ). Скорость до 10 км в сек. Проблема только в том, что медная облицовка при этом как бы... Короче ни пластиной, ни шлемом она уже никогда не будет, и до астероида долетит конечно, но уже не виде медного тазика. И что же долетит до астероида через 100 метров? Попробую добраться до более подробных источников. Стало жутко интересно. Скорее всего, струя и долетит. Ничего не мешает, вся энергия взрыва 5 кг октогена (или что-то подобного) будет доставлена по назначению. Наверное, так. Остроумно. На форуме по этой теме скорее всего вопросы мне придется задавать самому себе . Но спасибо за подсказку.

[Munin]

Toolt в сообщении #1386185 писал(а):

Кумулятивный заряд? Тогда изображенный на рисунке выгнутый наружу "шлем" из меди - это только первая стадия, а дальше - кумулятивная струя?

Почему сразу такие выводы? Для струи другая геометрия используется - с острым углом. Здесь кумулятивный эффект, наверняка, используется только для того, чтобы не распылить пластинку в стороны, от чего эффект её удара уменьшится.

Toolt в сообщении #1386185 писал(а):

Проблема только в том, что медная облицовка при этом как бы... Короче ни пластиной, ни шлемом она уже никогда не будет, и до астероида долетит конечно, но уже не виде медного тазика. И что же долетит до астероида через 100 метров?

Да что нам, жалко, что ли? Нам в этом тазике не щи варить :-) Цель-то - просто ударить по астероиду чем-то.

Toolt в сообщении #1386185 писал(а):

Остроумно.

О, при разработке научных устройств инженеры отрываются по полной! Нескучные задачи.

[Toolt]

Munin в сообщении #1386192 писал(а):

Toolt в сообщении #1386185 писал(а):

Кумулятивный заряд? Тогда изображенный на рисунке выгнутый наружу "шлем" из меди - это только первая стадия, а дальше - кумулятивная струя?

Почему сразу такие выводы? Для струи другая геометрия используется - с острым углом. Здесь кумулятивный эффект, наверняка, используется только для того, чтобы не распылить пластинку в стороны, от чего эффект её удара уменьшится.

Потому что это, все-таки, как бы несколько по моей части . Угол конуса выемки может быть самым различным, в том числе и совсем-совсем "тупым". "Острый угол", о котором Вы говорите, - это в кумулятивных противотанковых снарядах и промышленных перфораторах: максимальный бронебойный эффект и максимальная скорость струи. Но - малое фокусное расстояние (то есть - почти вплотную к броне). При большем угле раскрытия конуса (до 120-140 градусов) скорость струи снижается (в том числе и до 2-5 км в сек.), но зато увеличивается ее "дальность" и стабильность. Такой кумулятивный заряд поражает цели даже на расстоянии до 50 м. Именно такие "противобортовые" кумулятивные мины устанавливаются на обочине дороги для поражения легкобронированных целей. Такие кумулятивные заряды называются «ударное ядро». Ударное ядро несколько отличается по своей структуре от обычной кумулятивной струи. Я так понимаю, что в условиях космоса "дальнобойность" такого заряда еще выше. Теперь я понимаю и споры некоторых ученых о диаметре предполагаемого кратера - от нескольких десятков сантиметров до 10 метров.
Я глубоко по приведенным в статье ссылкам не лазил, но вроде бы все понятно. Речь именно о кумулятивном заряде. Да и не может быть иначе. Почему я и стал задавать вопросы: либо метательный заряд и целая пластина-"шлем", но никаких 2 км в сек, либо мощное ВВ и разрушенная пластина, то зато хоть 10 км в сек. Оказалось, все проще - кумулятивная струя. В новостных статьях просто произошла путаница. Возможно, конечно, что я ошибаюсь, но это очень маловероятно. Полазию еще.

(Оффтоп)

P.S. Хотел вставить изображение и описание малогабаритной кумулятивной американской мины SLAM M2 "ударное ядро", в котором выемка конуса тупая и сферическая, но боюсь, это будет совсем оффтоп.

[Munin]

Toolt в сообщении #1386201 писал(а):

В новостных статьях просто произошла путаница.

Вот это как раз крайне вероятно. Потому что журналисты, в отличие от вас, не разбираются :-)

[Toolt]

Munin в сообщении #1386205 писал(а):

Toolt в сообщении #1386201 писал(а):

В новостных статьях просто произошла путаница.

Вот это как раз крайне вероятно. Потому что журналисты, в отличие от вас, не разбираются

Ну, в общем, можно сказать, с "бомбой" все понятно, спасибо за помощь.

(Оффтоп)

Тема оказалась в конечном итоге очень "специальная". Ну а вообще, с точи зрения не взрывотехники и не астрономии, а физики, под занавес (раз в начале никто не попытался ответить): можно ли разогнать металлическое тело весом 0,1-1,0 кг (медь) до скорости 2000 м в сек за 0,0005 секунды, не разрушив его?

[Munin]

Считаем ускорение, из него - давление, и сравниваем с пределом прочности материала.

-- 05.04.2019 22:13:57 --

Раскатав тело в пластину, мы можем уменьшить давление, но делать пластину слишком широкой и тонкой тоже нельзя: начнутся проблемы с синхронизацией разгона разных участков пластины.

[dobrichev]

http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/enjoy/material/press/Hayabusa2_Press20190318_ver8_EN.pdf

Ссылка на японской публикации (на английском). См. стр. 12 - 23.
Была (должна быть, публикации после взрыва я еще не читал) и дистанционная камера.
Есть также фотографии наземных испытаний снаряда.

[Toolt]

dobrichev в сообщении #1386217 писал(а):

http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/enjoy/material/press/Hayabusa2_Press20190318_ver8_EN.pdf

Ссылка на японской публикации (на английском). См. стр. 12 - 23.
Была (должна быть, публикации после взрыва я еще не читал) и дистанционная камера.
Есть также фотографии наземных испытаний снаряда.

Спасибо, очень подробный материал. Уточняем вес ВВ 9,5 кг (а не 5 кг по моей оценке), ВВ - на основе октогена (как я и предполагал), вес медной облицовки 2 кг (а не 1 кг по моей оценке) и толщина облицовки 5 мм. Все остальное описание про устройство вроде бы уже рассмотрели. Если смотреть на фото и видео наземных испытаний с учетом уже выясненных обстоятельств, становится понятно, что мы видим работу кумулятивного заряда, его разновидности - с использованием ударного ядра. Путаница в переводах с японского скорее всего произошла в использовании именно этого понятия, "projectile" - снаряд, но в данном случае скорее всего имелось в виду именно ударное ядро. Странно, что на стр.13 на диаграмме, показывающей изменение формы облицовки (собственно, мы эту картинку видели и в прежней статье), показаны изменения только до 0,0005 сек и некий "шлем". А если бы показана была полная диаграмма (куда она делась? это ведь японский сайт!) то мы бы увидели дальнейшее превращение пресловутого медного "шлема" в пест. В результате путаница прошла не только в новостные сайты, но и в научные, что удивительно.

-- 05.04.2019, 23:51 --

Munin в сообщении #1386214 писал(а):

Считаем ускорение, из него - давление, и сравниваем с пределом прочности материала.

-- 05.04.2019 22:13:57 --

Раскатав тело в пластину, мы можем уменьшить давление, но делать пластину слишком широкой и тонкой тоже нельзя: начнутся проблемы с синхронизацией разгона разных участков пластины.

Да, ускорение-давление-предел прочности - я это и предполагал. Собственно, вопрос про возможность разгона куска меди за 1 миллисекунду до 2 км в сек и так ясен: в любом случае он превратится в нечто текучее ибо в данном случае именно это и происходит

[Munin]

Toolt в сообщении #1386223 писал(а):

"projectile" - снаряд

Любое метаемое тело.

Toolt в сообщении #1386223 писал(а):

Странно, что на стр.13 на диаграмме, показывающей изменение формы облицовки (собственно, мы эту картинку видели и в прежней статье), показаны изменения только до 0,0005 сек и некий "шлем".

Моделирование могли провести только до этого момента.