Исследователи определили скорость звука в атмосфере Марса и на основе этой информации выяснили, что будущим переселенцам будет не так просто понимать друг друга, как на Земле. Провести эти вычисления учёным помогли записи звука, сделанные марсоходом "Персеверанс".
Напомним, что ровер успешно сел на поверхность Марса чуть больше года назад. С тех пор он изучает Красную планету с помощью множества камер, инструментов и датчиков.
Perseverance также оснащён микрофоном, который позволил марсоходу записать и передать первые звуки, которые можно услышать в атмосфере далёкого мира.
В своей новой работе исследователи проанализировали записи, которые прислал "Персеверанс", чтобы выяснить, могут ли они дать какую-нибудь полезную информацию.
Оказалось, что данные с микрофона можно использовать для измерения скорости звука на Марсе.
Для этого учёные измерили количество времени, которое потребовалось звукам, порождаемым лазерными импульсами Perseverance, чтобы вернуться к микрофону марсохода. Поясним, что такие импульсы использовались для испарения близлежащих пород, что позволяло узнать много новой информации об их составе.
Напомним, что скорость звука не является универсальной постоянной. Она зависит от плотности и температуры среды, через которую проходит звук: так, чем плотнее среда, тем быстрее он распространяется.
Вот почему звук распространяется со скоростью около 343 метров в секунду в земной атмосфере при 20 °C, но со скоростью 1 480 метров в секунду в воде и со скоростью 5 100 метров в секунду в стали.
Однако атмосфера Марса намного более разреженная, чем земная. Уже одно это означает, что звук на Красной планете будет распространяться иначе и… медленнее.
Исследователи выяснили, что звуковые волны в атмосфере Марса проходят примерно 240 метров за одну секунду. Но также они обнаружили, что звуки разной частоты распространяются по Марсу с разной скоростью.
Всё дело в том, что слой атмосферы прямо над поверхностью Марса, известный как планетарный пограничный слой, усложняет распространение звука. В течение дня нагрев поверхности создаёт конвективные восходящие потоки "воздуха", и они создают сильную турбулентность.
Странности меняющегося звукового ландшафта Марса стали неожиданностью для учёных. Выяснилось, что условия, которые приводят к этим "звуковым причудам", не встречаются больше нигде.
"Из-за уникальных свойств молекул углекислого газа, наблюдаемых при низком давлении, Марс является единственной планетой земной группы в Солнечной системе, в атмосфере которой скорость звука меняется прямо в середине слышимого диапазона частот (от 20 до 20 000 Гц)", — пишут исследователи.
На частотах выше 240 Гц молекулы углекислого газа попросту не успевают вернуться в исходное состояние.
А так как атмосфера Марса более чем на 95% состоит из углекислого газа, поведение его молекул серьёзно отражается на том, как распространяется звук.
В результате скорость звука с частотой выше 400 Гц увеличивается примерно на 10 метров в секунду. Это открытие предполагает, что общаться на Марсе будет чрезвычайно трудно, ведь разные отрывки речи будут доходить до слушателя в разное время, что сделает слова неразборчивыми.
Не то чтобы кто-то планирует в ближайшее время разговаривать на Марсе без защитного скафандра — атмосфера там всё ещё непригодна для дыхания. Но пофантазировать о таком, без сомнения, весело!
Микрофон "Персеверанс" также позволил измерять температуру на поверхности Марса внутри и вокруг марсохода. Да, это не ошибка: это связано с тем, что звук распространяется с разной скоростью в зависимости от температуры окружающей среды.
Измеряя скорость звука при каждом включении лазера Perseverance, учёные смогли рассчитать мимолётные изменения температуры.
Исследовательская группа планирует продолжить мониторинг и анализ звуков с Марса в течение 2022 года, чтобы узнать больше о том, как на него влияет смена времён года или, к примеру, приход пыльных бурь.
Результаты работы группы учёных из Лос-Аламосской национальной лаборатории были озвучены на 53-й конференции по лунным и планетарным наукам, которая проходила с 7 по 11 марта 2022 года.
Также мы ранее рассказывали о создании первой карты марсианских ветров и о том, что первичный анализ марсианского грунта подарил учёным новую надежду на то, что на Красной планете могла быть жизнь.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим" – Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.
