Скоростта на звука на Марс бе измерена за първи път и тя е доста по-различна от тази на Земята. Марсоходът „Пърси“ (Perseverance) е оборудван както с микрофон, така и с лазери и специалисти използваха тази комбинация, за да измерят скоростта на звука в неговата среда.
През последните 50 години камерите на космическите апарати ни позволяват да виждаме други планети – понякога в дължини на вълната, отвъд тези, които човешкото око разпознава. „Пърси“ обаче е първият, който разполага и с микрофон. Благодарение на него ние можем да изучим един чужд свят и от по-различна перспектива. Както без съмнение знаете, звукът не може да се разпространява в космическото пространство. Ето защо Марс е единственото място, на което нашите сонди биха могли да се възползват от наличието на микрофон (както и на Титан).
От научна гледна точка откритията, обявени по време на 53-ата Лунна и планетарна научна конференция от планетарния учен Баптис Чид от националната лаборатория „Лос Аламос“, разкриват високи температурни колебания по повърхността на Марс, които за в бъдеще определено трябва да бъдат проучени по-подробно.
Скоростта на звука не е универсална константа. Тя се променя в зависимост от плътността и температурата на средата, през която звукът пътува. Колкото по-плътна е средата, толкова по-бързо се придвижва.
Ето защо звукът се движи с 343 метра в секунда в нашата атмосфера при температура от 20 градуса по Целзий, но с 1480 метра в секунда във вода и с 5100 метра в секунда в стомана.
Атмосферата на Марс (0.020 kg/m3) е много по-разредена от земната (около 1.2 kg/m3). Само това би трябвало да ни говори, че звукът на Червената планета ще се разпространява по по-различен начин.
Атмосферният пласт непосредствено над повърхността – т.нар. планетарен граничен слой – усложнява допълнително ситуацията. През деня затоплянето на повърхността генерира конвективни възходящи потоци, които създават силна турбуленция.
Стандартните инструменти за тестването на топлинните градиенти на повърхността са изключително прецизни, но могат да се повлияят от най-различни неща. За щастие, „Пърси“ разполага с нещо уникално – микрофони, които ни позволяват да чуем звуците на Марс, както и лазери, които да провокират звук в правилния момент.
С помощта микрофона учените записват вариациите в акустичното налягане в момента, в който лазерът на марсохода разбива част от местните скали. Впоследствие измерват времето между изстрелването на лазера и момента, в който звукът достига до микрофона на височина от 2,1 метра. Именно така те изчисляват скоростта на звука на повърхността.
„Скоростта на звука, получена чрез тази техника, се изчислява по целия път на акустично разпространение, който минава от земята до височината на микрофона“, пишат изследователите в своя конферентен доклад.
Резултатите на учените подкрепят по-стари прогнози, според които звуците се разпространяват през атмосферата в близост до повърхността с около 240 метра в секунда.
„Заради уникалните свойства на молекулите въглероден диоксид при ниско налягане Марс е единствената скалиста планета в Слънчевата система с атмосфера, при която скоростта на звука се променя точно в средата на звуковата честотна лента (20 херца до 20 000 херца)“, пишат още изследователите.
При честоти над 240 херца вибриращите молекули въглероден диоксид нямат време да се успокоят или да се върнат към първоначалното си състояние. В резултат на това получаваме звук, който пътува с повече от 10 метра в секунда при по-високи честоти, отколкото при по-ниски.
С други думи – по-високите звуци достигат слушателя по-бързо от по-ниските.
Можете да прочетете целия доклад на учените ТУК.
Източник: Science Alert
