سرعت صوت در مریخ با سرعت صوت روی زمین متفاوت است & زومیت

دانشمندان با استفاده از ابزار مریخ نورد پشتکار برای مطالعه جو مریخ، سرعت صوت را در سیاره سرخ اندازه گرفتند و دریافتند که این سیاره بسیار متفاوت از زمین است. این سرعت می تواند عواقب عجیبی برای مریخیان آینده داشته باشد. یافته ها نشان می دهد که تلاش برای برقراری ارتباط با جو مریخ ممکن است تأثیر عجیبی داشته باشد. زیرا صداهای با زیر و بم بالاتر سریعتر از نت های باس حرکت می کنند. اگرچه جو مریخ نفس نمی‌کشد، اما تصور آن جالب به نظر می‌رسد.

سرعت صوت فقط یک ثابت فراگیر نیست. بلکه بر اساس چگالی و دمای محیطی که در آن حرکت می کند تغییر می کند. هرچه اتمسفر متراکم تر باشد، صدا سریعتر است. به همین دلیل، صوت با دمای 20 درجه سانتیگراد و با سرعت 343 متر بر ثانیه در اطراف جو زمین حرکت می کند. اما سرعت آن در آب به 1480 متر در ثانیه و در فولاد به 5100 متر در ثانیه می رسد.

جو مریخ نازک تر از جو زمین است. در نتیجه، صدا در مریخ ممکن است انتشار خود را در سیاره سرخ تغییر دهد. اما لایه بالایی جو که به عنوان لایه مرزی سیاره ای شناخته می شود، محاسبات را پیچیده می کند. در طول روز، گرمایش سطح باعث می شود هوا به سمت بالا حرکت کند و باعث ناراحتی شدید شود.

فضانوردان ناسا بر روی سطح مریخ

ابزارهای معمولی برای آزمایش طیف حرارتی سطح بسیار دقیق هستند. اما اثرات تداخلی زیادی دارند. خوشبختانه، استقامت یک ویژگی منحصر به فرد دارد: میکروفون هایی که صداهای مریخ را می شنوند، و لیزری که می تواند نویز کاملاً زمان بندی شده تولید کند.

میکروفون ابررایانه همچنین برای ثبت تغییرات فشار صوتی از ابزار طیف‌سنجی تحلیل لیزری که نمونه‌های خاک و سنگ را از سطح مریخ حذف می‌کند، استفاده شد. این ویژگی متقاعدسازی یک مزیت بزرگ دارد. چاد و تیمش زمان بین پرتاب لیزر و رسیدن صدا را بین میکروکامپیوترها در ارتفاع 2.1 متری اندازه گیری کردند تا بتوانند سرعت صوت روی سطح را اندازه گیری کنند. محققان می گویند:

سرعت صوت دریافتی در این تکنیک در سراسر مسیر انتشار آکوستیک محاسبه می‌شود که میکروفون را از زمین تا ارتفاع می‌پوشاند. در نتیجه، در هر طول موجی به دلیل تغییر دما، سرعت و جهت باد تغییر می کند.

نتایج پیش‌بینی‌های مرتبط با جو مریخ را تأیید می‌کند و نشان می‌دهد که صدا در جو سطح نزدیک با سرعت دقیق 240 متر بر ثانیه منتشر می‌شود. با این حال، تغییر چشم انداز صوتی مریخ انتظار نمی رفت و این وضعیت در هیچ جای دیگری مشاهده نشد. محققان افزودند:

به دلیل خواص منحصر به فرد مولکول های دی اکسید کربن در فشار کم، جو مریخ تنها نمونه سیارات سنگی منظومه شمسی است که تغییرات با سرعت بالا در صدا در پهنای باند قابل شنیدن (20000 تا 20000 هرتز) را تجربه می کنند.

در فرکانس‌های بیشتر از 240 هرتز، حالت‌های برخورد ارتعاشی مولکول‌های دی اکسید کربن زمان کافی برای استراحت یا بازگشت به حالت اولیه ندارند. نتیجه این است که صدا در فرکانس‌های بالاتر 10 متر در ثانیه سریع‌تر از فرکانس‌های پایین‌تر حرکت می‌کند. این فرآیند منجر به “تجربه گوش دادن منحصر به فرد” در مریخ می شود. به نحوی که صداهای زودتر با صدای بالاتر نسبت به صداهای کمتر به گوش شنونده می رسد.

از آنجایی که فضانوردان در آینده نزدیک به مریخ سفر خواهند کرد، باید تجهیزات ارتباطی بپوشند یا در ماژول های اقامتی پر استرس زندگی کنند که بعید است مشکلی ایجاد کنند. با این حال، نویسندگان داستان های علمی تخیلی می توانند از قابلیت صدا در مریخ به عنوان اساس کار خود استفاده کنند.

از آنجایی که سرعت صوت به دلیل تغییر دما تغییر می کند، محققان از یک میکروفون برای اندازه گیری تغییرات سریع و زیاد دما در سطح مریخ استفاده کردند. به طوری که سنسورهای دیگر آنها را نبینند. این داده‌ها می‌توانند توضیح دهند که چرا مرز سیاره در مریخ تغییر کرده است.

محققان همچنین از داده‌های میکروفون Supercom برای ارزیابی تأثیر معیارهایی مانند تغییرات فصلی و روزانه در سرعت صوت در مریخ استفاده می‌کنند. آنها می‌خواهند خوانش‌های دمای آکوستیک را با قرائت‌های سایر ابزارها برای محاسبه تغییرات بزرگ مقایسه کنند.

مقاله کنفرانس پژوهشی را می توانید در این آدرس بخوانید.