De nouvelles preuves suggèrent que la vitesse du son sur Mars n’est pas conventionnelle

Un selfie pris par le vaisseau spatial Perseverance de la NASA le 10 septembre 2021.

Un selfie pris par le vaisseau spatial Perseverance de la NASA le 10 septembre 2021.
image: NASA / JPL-Caltech / MSSS

À l’aide d’un microphone, d’un laser et de mathématiques innovantes, une équipe de scientifiques a mesuré la vitesse du son sur Mars, lors de la première découverte scientifique et une autre découverte remarquable faite par le rover Perseverance de la NASA.

Il y a beaucoup à aimer dans la mission de persistance, mais l’un de mes aspects préférés du rover est qu’il est capable d’enregistrer de l’audio. Au début de l’année dernière, pour la toute première fois, nous avons pu entendre des sons sur Mars, à la fois naturels et artificiels. en utilisant le fichier SuperCam .Microphoneitinérant inscrit Les vents de Mars soufflent, clics Des lasers balayant les rochers et des bruits de grincement émis par leurs rouets.

Le microphone de persévérance qui détecterait ces sons n’était pas certain, En regardant l’atmosphère douloureusement mince sur la planète rouge. Le son a besoin d’un milieu pour se propager, et Mars a une minuscule pression atmosphérique de 0,095 livre par pouce carré (psi) Au niveau du sol, il n’offre pas grand chose avec quoi travailler. En comparaison, la pression atmosphérique terrestre au niveau de la mer est d’environ 14,7 psi.

Mais ils étaient làBruit imperceptible Capté par le microphone de Percy dans le cratère de Jezero. Avec des sons clairement entendus sur Mars, Baptiste Shane du Laboratoire national de Los Alamos à Los Angeles et pairs elle était Capable de mesurer la vitesse du son sur Mars. Les scientifiques ont récemment présenté les résultats dans le 53e Conférence sur les sciences planétaires et lunairesqui s’est tenue du 7 au 11 mars au Texas.

le une équipe la grue L’expérience de persévérance de SuperCam, qui fait exploser des roches avec un laser pour étudier la géologie de Mars et Il est situé à la tête du mât de la sonde à 6,9 pieds (2,1 m) au-dessus de la surface de Mars. L’équipe a pris des mesures à partir de 150 tirs laser pris à cinq endroits différents, tout en surveillant les conditions météorologiques locales.

By measuring the time it took the staccato-like clicking sounds to reach the SuperCam microphone, they were able to establish the speed of sound on Mars, to a precision of plus-minus 0.51%. They found that sound on Mars travels at 787 feet per second (240 meters per second), which is significantly slower than the sound of speed on Earth at 1,115 feet per second (340 m/s).

And in an observation that matched prior predictions, the speed of sounds below 240 hertz fell to 754 feet per second (230 m/s). That doesn’t happen on Earth, as sounds within the audible bandwidth (20 Hz to 20 kHz) travel at a constant speed. The “Mars idiosyncrasy,” as the scientists call it, has to do with the “unique properties of the carbon dioxide molecules at low pressure,” which makes the Martian atmosphere the only one in the solar system to experience “a change in speed of sound right in the middle of the audible bandwidth,” as the scientists wrote. The reason for this is that sounds above 240 Hz don’t have time to relax their energy, according to the scientists.

The scientists go on to say that this acoustic effect “may induce a unique listening experience on Mars with an early arrival of high-pitched sounds compared to bass.”

Unique is right! Lots of acoustic information exists below 240 Hz, including the low end of music and the lowermost registers of the human voice (typically for males). Music on Mars would sound completely messed up (particularly with increased distance), with the middle and high frequencies reaching the listener slightly before the low frequency sounds, such as the lower registers of the bass guitar and kick drum. Add another effect of carbon dioxide, the attenuating, or dampening, of higher frequencies, and the acoustic experience gets even weirder.

As a neat aside, the technique used to measure the speed of sound can also be used to measure the local temperature. So in addition to Percy’s Analyseur de dynamique de l’environnement de Mars (MEDA), l’équipe dispose d’un nouveau thermomètre. Pour l’avenir, Chide et ses collègues effectueront davantage de tests pour mesurer la vitesse du son à différents moments de la journée et pendant différentes saisons martiennes.

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