Секреты марсианского звука: как ученые предсказывают его поведение в любых условиях

Скорость звука на Марсе постоянно меняется, показало странное исследование

4:20

Новое исследование показало, что скорость звука на Марсе значительно варьируется в зависимости от местоположения и температуры. Эти результаты могут помочь ученым лучше понять звуки, улавливаемые марсианскими марсоходами, и сделать будущие экспедиции безопаснее.

Учёные выяснили, как звук ведет себя в разные времена и в разных местах на Марсе, и обнаружили значительные отличия от условий на Земле.

Марсоход НАСА Perseverance, оснащённый несколькими микрофонами, предназначенными для исследования свойств материалов на Красной планете, уловил множество дополнительных звуков, включая таинственное шипение марсианских пылевых дьяволов.

Записи показали, что звук на Марсе ведет себя необычно. Например, шумы ниже 240 герц распространяются примерно на 10 метров в секунду медленнее, чем высокие звуки. Это связано с тем, что 95% атмосферы Марса состоит из углекислого газа, который поглощает часть энергии низкочастотных звуков.

Такие особенности могут поставить под угрозу связь в будущих марсианских миссиях, особенно с экипажем.

Группа ученых из Франции и США начала изучать скорость звука и его затухание — способность звука ослабевать на расстоянии — в первых 20 метрах атмосферы Марса.

Для начала исследователи сопоставили данные по атмосферному давлению, температуре и химическому составу в различных точках Марса из базы данных о его климате. Изменения этих параметров могут влиять на звуковые волны, что делает их важными для прогнозирования поведения звука.

Команда рассчитала скорость и затухание звука в различные моменты времени на планете (марсианский год длится около 687 земных дней) и в разных местах марсианского ландшафта, включая вершины гор и долины. Такой подход был необходим из-за значительных различий в основных параметрах в зависимости от места и времени.

Например, в полярных регионах температура может колебаться на 60 градусов по Цельсию в полдень, а уровень углекислого газа — на 30% в зависимости от сезона.

Исследование выявило несколько интересных результатов, опубликованных в журнале JGR: Planets. Во-первых, пыль, по-видимому, не влияет на распространение звука, как и на Земле. Изменение скорости звука с температурой (около 0,5 м/с на каждый градус Цельсия) также похоже на земное.

Однако, в отличие от Земли, скорость и затухание звука на Марсе зависят от уровня углекислого газа. Кроме того, хотя скорость звука резко возрастает примерно на 240 герц, этот эффект менее выражен при низких температурах.

Наибольшее отличие от Земли связано с огромными суточными колебаниями температуры и, в меньшей степени, концентрации углекислого газа. Например, в районе, где находится марсоход Perseverance, температура меняется примерно на 50 градусов по Цельсию в течение дня.

Это заставляет звук распространяться со скоростью до 30 м/с и затухать в три раза быстрее в жаркие часы по сравнению с более холодными. Эти изменения также зависят от сезона, особенно в полярных регионах.

Результаты позволяют ученым предсказывать скорость звука и его затухание в любое время года и суток на Марсе. Модель также улучшает понимание того, как звучат объекты на Марсе.

"Мы слышим звук только после того, как он распространяется через атмосферу", — объясняют авторы. "Наша модель может помочь восстановить характеристики исходных источников звука".

Кроме того, модель дает представление о жизни будущих жителей Марса. Например, утро на вершинах гор может напоминать земные условия, тогда как в другое время и в других местах, например, днем на площадке Perseverance, звук будет вести себя иначе: высокие звуки на близких расстояниях будут слышны быстрее, чем низкие, а отдаленные шумы могут вообще не достигать ушей.

Автор Макар Горшенин
Макар Вадимович Горшенин — студент Московского Финансово-Юридического университета, внештатный корреспондент Правды.Ру.
Обсудить