Amikor látjuk, ahogy egy meteor felvillan az égen, majd eltűnik, egyszerűnek tűnik a magyarázat: a közegellenállás, vagyis a levegő súrlódása az ok.
Sőt, ha megkérdeznéd a barátaidat vagy a kollégáidat, valószínűleg 80%-uk ugyanezt válaszolná. Valójában azonban a folyamat sokkal összetettebb, és szerepet játszik benne az aerodinamika, a plazmafizika, a hőátadás, sőt még a széteső anyagok kémiája is. Nézzük meg a folyamatot nagy vonalakban.
A Föld légkörébe belépő objektumok 7,8 km/s (pályamenti) és 70 km/s (meteorok) közötti sebességgel haladnak. Ilyen tempónál a test előtt lévő levegőnek nincs ideje „kitérni”, ezért extrém sűrűségűre préselődik. Ez nem csupán egyszerű „légellenállás” – ez egy lökéshullám, amelyben a hőmérséklet akár a 3 000–10 000 °C-ot is meghaladhatja. Az oxigén- és nitrogénmolekulák itt elkezdenek szétválni (disszociálni) és ionizálódni, így a gáz plazmává alakul.
A test előtti levegő hirtelen összenyomódik, a hőmérséklete pedig az adiabatikus kompresszió törvénye szerint emelkedik. Egy 15 km/s sebességgel száguldó meteor esetében ez a levegő ionizációját és egy plazmaburok kialakulását eredményezi az objektum körül.
Emiatt az égitest felületén egy izzó plazmaréteg jön létre. Ennek hőmérséklete jóval magasabb lehet, mint a legtöbb fém vagy kőzet olvadáspontja. Itt nemcsak a közvetlen érintkezés miatti hevülés a lényeges, hanem a plazma hősugárzása is, amely a fényáram révén szinte „megsüti” az objektumot.
A felületi anyag különleges módon kezd el pusztulni — abláció útján.
Ez egy olyan folyamat, amely során a legkülső anyagréteg elpárolog vagy leválik, s ezzel magával viszi a hőt, hűtve a mélyebb rétegeket. Pontosan ezért készítik az űreszközök hőpajzsait szén alapú kompozitokból, fenolgyantákból és kvarcszálakból: ezek szabályozott módon párolognak el, megakadályozva a váz túlhevülését. Ezt nevezzük ablációs védelemnek.
A végső fázisban az objektumot már nemcsak a hő, hanem óriási aerodinamikai terhelés is éri – a dinamikus nyomás elérheti a több száz megapascált is. Ez oda vezet, hogy a meteorok 20–40 km-es magasságban szó szerint felrobbannak, ahogy azt a cseljabinszki meteorit is tette 2013-ban.
