Ученые обнаружили, что на Марсе скорость звука зависит от высоты звука
Измерения скорости звука на Марсе, записанного с помощью микрофонов SuperCam, установленных на марсоходе NASA Perseverance, продемонстрировали ученым, что она зависит от высоты звука, такие выводы были сделаны командой проекта SuperCam в предпубликации 1 апреля статьи «Запись звукового ландшафта Марса на месте» в журнале Nature.
Отмечено, что до посадки марсохода Perseverance акустическая среда Марса была неизвестна. Однако полученная пятичасовая запись звука, записанного микрофонами Perseverance, позволила сделать ее полный анализ. Он показал наличие ранее неизвестной турбулентности на Марсе, сообщил Сильвестр Морис, главный автор исследования и научный соруководитель SuperCam.
На записи были слышны звуки полета крошечного вертолета Ingenuity и то, как лазер марсохода бьет по камням, чтобы изучить их химический состав. В основном же Марс — это тихая планета, сообщили исследователи.
«У нас был очень локализованный источник звука, от двух до пяти метров от цели, и мы точно знали, когда он выстрелит», — рассказал Морис о звуке от выстрела лазера.
Это позволило вычислить, что скорость звука на Марсе составляет 240 метров в секунду, что ниже 340 метров в секунду на Земле. Это не удивило исследователей, так как атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа (0,04% на Земле) и она примерно в 100 раз тоньше земной, что делает звук на 20 децибел слабее.
Однако удивление у них вызвал факт, когда звук, издаваемый лазером, достиг 250 метров в секунду — на 10 метров быстрее, чем расчеты скорости звука жужжания вертолета — на Земле это было бы ошибкой в расчетах, так как на нашей планете только одна скорость звука.
Но на Марсе скорость звука оказалась зависимой от его частоты — более низкая для низкого жужжания вертолета и более высокая для высоких частот звука от выстрела лазера (ниже и выше 240 Гц). Это является уникальной характеристикой CO₂ низкого давления.
«Все эти факторы затруднили бы разговор двух человек на расстоянии всего пяти метров друг от друга», — говорится в сообщении французского Национального центра научных исследований (CNRS).
Там же сообщается, что микрофоны улавливали многочисленные «визги» и «лязги» при движении металлических колес марсохода по камням планеты. Их запись может предупреждать о проблемах с марсоходом, так же, как водители «чувствуют», что что-то случилось, когда их машина начинает издавать странные звуки.
Всё это, сказал Морис, означает, что «научная авантюра» по доставке микрофонов на Марс была успешной.
Тьерри Фуше из Парижской обсерватории, участвовавший в исследовании, сказал, что прослушивание звуков от турбулентности — вертикальных ветров, известных как конвекционные шлейфы, «позволит нам уточнить наши численные модели для прогнозирования климата и погоды» на Марсе.
Эти результаты устанавливают основу для моделирования акустических процессов, что имеет решающее значение для исследований в атмосферах, подобных марсианской и венерианской, делают заключение исследователи в своей статье.
Вероятно, что будущие миссии к Венере или Титану, спутнику Сатурна, теперь также могут быть оборудованы микрофонами.
