Совсем не так, как на Земле. Ученые узнали, как работает звук на Марсе
Новое исследование показывает, что скорость звука на Марсе значительно меняется в зависимости от местоположения и температуры.
Записи марсохода NASA Perseverance уже показали, что звук на Марсе ведет себя своеобразно. Например, шумы ниже 240 герц распространяются примерно на 10 метров в секунду медленнее, чем звуки более высокого тона. Это потому, что молекулы углекислого газа, которые поглощают часть энергии звука на низких частотах, составляют 95% атмосферы Марса. Такие странные свойства, если их не учесть, могут поставить под угрозу связь в будущих миссиях на Марс, особенно в миссиях с экипажем.
Имея это в виду, группа ученых из французских и американских институтов решила изучить скорость звука и его затухание в первых 20 метрах атмосферы Марса. Свои выводы исследователи опубликовали в журнале JGR: Planets.
Для начала команда собрала значения различных параметров, включая атмосферное давление, температуру и химический состав, в разных точках Красной планеты из климатической базы данных. Изменения в этих параметрах могут растянуть или сжать звуковые волны, что делает эти факторы важными для прогнозирования свойств звука.
Команда вычислила скорость и затухание звука в разные моменты времени в году (это примерно 687 земных дней) и в разных точках марсианского ландшафта, включая горные вершины и долины.
Расчеты привели исследователей к нескольким интересным открытиям. В частности, установили, что пыль, похоже, не влияет на распространение звука, как и на Земле, пишет Live Science. Изменение скорости звука с температурой (примерно 0,5 м/с на каждый градус Цельсия) также подобно земной.
Однако, в отличие от Земли, скорость и затухание звука на Марсе в значительной степени зависят от уровня углекислого газа. Кроме того, хотя скорость звука резко возрастает примерно на 240 герц, степень сдвига менее выражена при более низких температурах.
Самое большое отличие от Земли связано с огромными колебаниями температуры — и, в меньшей степени, концентрации углекислого газа — ежедневно. Например, в районе, где сейчас находится марсоход Perseverance, уровень ртути меняется примерно на 50 градусов по Цельсию в течение дня. Звук распространяется здесь со скоростью до 30 метров в секунду и затихает втрое быстрее в жаркие часы. Изменения температуры и уровня углекислого газа также вызывают изменение скорости звука и ослабление звука в разное время года, хотя этот эффект более выражен в полярных регионах.
Результаты позволяют ученым предсказать скорость и затухание звука для любого места на поверхности Марса в любое время года и в любое время суток.
