Gli scienziati hanno rivelato che la velocità del suono su Marte è stranamente diversa

Gli scienziati confermano la velocità del suono Marteutilizzando l’attrezzatura a bordo del rover Perseverance per studiare l’atmosfera del pianeta rosso, che è molto diverso da quello terrestre.

Ciò che hanno scoperto potrebbe avere delle strane conseguenze per la comunicazione marziana in futuro.

I risultati suggeriscono che provare a parlare nell’atmosfera marziana può produrre uno strano effetto, poiché il suono acuto sembra viaggiare più velocemente dei toni bassi. Non che ci proveremo, perché l’atmosfera di Marte è irrespirabile, ma è sicuramente divertente a pensarci!

Da un punto di vista scientifico, i risultati, annunciati alla 53a Conferenza di scienze lunari e planetarie dallo scienziato planetario Baptiste Chade del Los Alamos National Laboratory, rivelano fluttuazioni di temperatura elevata su Marte che richiedono ulteriori indagini.

La velocità del suono non è una costante universale. Può cambiare, a seconda della densità e della temperatura del mezzo attraverso il quale viene trasmessa; Più denso è il mezzo, più veloce sarà.

Ecco perché il suono viaggia a circa 343 metri (1.125 piedi) al secondo nell’atmosfera a 20 °C, ma anche a 1.480 metri al secondo nell’acqua e 5.100 metri al secondo nell’acciaio.

L’atmosfera di Marte è molto più debole di quella terrestre, circa 0,020 kg/m3rispetto a circa 1,2 kg/m23 per la terra. Questo da solo significa che il suono si propagherà in modo diverso sul Pianeta Rosso.

Ma lo strato dell’atmosfera appena sopra la superficie, noto come strato limite planetario, ha aggiunto complicazioni: durante il giorno, l’aumento della temperatura superficiale genera spinte convettive che creano potenti turbolenze.

Gli strumenti convenzionali per testare i gradienti termici superficiali sono altamente accurati, ma possono subire diversi effetti di interferenza. Fortunatamente, la persistenza ha qualcosa di unico: microfoni che possono permettercelo Ascolta le voci di Martee un laser in grado di emettere rumori con tempismo perfetto.

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È incluso un microfono SuperCam per registrare le fluttuazioni della pressione acustica dallo spettrometro a valanga indotto dal laser del rover mentre rimuove campioni di roccia e suolo dalla superficie marziana.

Il rover Perseverance della NASA su Marte. (NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Ciò ha comportato un eccellente vantaggio, a quanto pare. Chide e il suo team hanno misurato il tempo tra lo sparo del laser e il suono che colpisce un microfono SuperCam a un’altitudine di 2,1 metri, per misurare la velocità del suono in superficie.

“La velocità del suono recuperato da questa tecnica viene calcolata sull’intero percorso di propagazione acustica, che viaggia da terra all’altezza del microfono”, scrivono i ricercatori. Nel loro documento di conferenza.

“Quindi, a qualsiasi lunghezza d’onda, l’inclinazione è causata da variazioni di temperatura, velocità del vento e direzione lungo quel percorso”.

I risultati supportano le previsioni fatte usando ciò che sappiamo sull’atmosfera marziana, assicurarsi Questi suoni si propagano attraverso l’atmosfera vicino alla superficie ad una velocità di circa 240 metri al secondo.

Tuttavia, l’eccentricità del mutevole paesaggio acustico di Marte è qualcosa di completamente sconosciuto, con condizioni sulla superficie di Marte che portano a eccentricità che non si vedono da nessun’altra parte.

“A causa delle proprietà uniche delle molecole di anidride carbonica a basse pressioni, Marte è l’unica atmosfera terrestre nel sistema solare che subisce un cambiamento nella velocità del suono nel mezzo della gamma di frequenza udibile (da 20 Hz a 20.000 Hz)” I ricercatori scrivono.

A frequenze superiori a 240 Hz, i modelli attivati ​​dalla collisione delle molecole di CO2 non hanno tempo sufficiente riposo, o tornare al suo stato originale. Il risultato è che il suono viaggia a più di 10 metri al secondo a frequenze più alte che a frequenze più basse.

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Ciò potrebbe portare a quella che i ricercatori chiamano “un’esperienza di ascolto unica” su Marte, dove i suoni acuti raggiungono l’ascoltatore prima di quelli a tono più basso.

Dal momento che qualsiasi astronauta umano in viaggio su Marte in qualsiasi momento dovrà indossare tute spaziali pressurizzate con apparecchiature di comunicazione o vivere in unità di habitat pressurizzate, è improbabile che questo sia un problema immediato, ma potrebbe essere un concetto interessante per gli scrittori di fantascienza. manomesso.

Poiché la velocità del suono cambia a causa delle fluttuazioni di temperatura, il team è stato anche in grado di utilizzare il microfono per misurare grandi e rapidi cambiamenti di temperatura su Marte che altri sensori non sono stati in grado di rilevare. Questi dati possono aiutare a riempire alcuni dei vuoti sullo strato limite di Marte in rapida evoluzione.

Il team prevede di continuare a utilizzare i dati del microfono SuperCam per monitorare come cose come i cambiamenti giornalieri e stagionali influenzano la velocità del suono su Marte. Hanno anche in programma di confrontare le letture della temperatura acustica con le letture di altri strumenti per cercare di elaborare grandi fluttuazioni.

Puoi leggere il paper del convegno Sul sito della conferenza.

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