Les scientifiques confirment la vitesse du son Marsutilisant des équipements à bord du vaisseau spatial Persévérance pour étudier l’atmosphère de la planète rouge, qui est très différente de celle de la Terre.
Ce qu’ils ont découvert pourrait avoir d’étranges conséquences pour la communication martienne à l’avenir.
Les résultats suggèrent qu’essayer de parler dans l’atmosphère martienne peut produire un effet étrange, car les sons aigus semblent voyager plus rapidement que les sons graves. Pas que nous essaierons, car l’atmosphère de Mars est irrespirable, mais c’est sûr que c’est amusant d’y penser !
D’un point de vue scientifique, les découvertes, annoncées lors de la 53e Conférence sur les sciences lunaires et planétaires par le scientifique planétaire Baptiste Chade du Laboratoire national de Los Alamos, révèlent de fortes fluctuations de température sur Mars qui nécessitent une enquête plus approfondie.
La vitesse du son n’est pas une constante universelle. Elle peut changer en fonction de la densité et de la température du milieu à travers lequel elle est transmise ; Plus le milieu est dense, plus il sera rapide.
C’est pourquoi le son se déplace à environ 343 mètres (1 125 pieds) par seconde dans l’atmosphère à 20 °C, mais aussi à 1 480 mètres par seconde dans l’eau et 5 100 mètres par seconde dans l’acier.
L’atmosphère de Mars est beaucoup plus faible que celle de la Terre, environ 0,020 kg/m3contre environ 1,2 kg/m3 pour la terre. Cela seul signifie que le son se propagera différemment sur la planète rouge.
Mais la couche de l’atmosphère juste au-dessus de la surface, connue sous le nom de couche limite planétaire, a ajouté des complications : pendant la journée, l’augmentation de la température de surface génère des poussées convectives qui créent de puissantes turbulences.
Les instruments conventionnels pour tester les gradients thermiques de surface sont très précis, mais peuvent souffrir de différents effets d’interférence. Heureusement, la persistance a quelque chose d’unique : des microphones qui peuvent nous permettre de Écoutez les voix de Marsun laser qui peut faire du bruit à un moment parfait.
Un microphone SuperCam est inclus pour enregistrer les fluctuations de pression acoustique du spectromètre à avalanche induit par laser du rover lorsqu’il retire des échantillons de roche et de sol de la surface martienne.
Le rover Perseverance de la NASA sur Mars. (NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Cela est venu avec un excellent avantage, comme il s’avère. Chide et son équipe ont mesuré le temps entre le tir laser et le son frappant un microphone SuperCam à une altitude de 2,1 mètres, pour mesurer la vitesse du son à la surface.
« La vitesse du son récupéré avec cette technique est calculée sur l’ensemble du chemin de propagation acoustique, qui va du sol à la hauteur du microphone », écrivent les chercheurs. Dans leur article de conférence.
« Ainsi, à n’importe quelle longueur d’onde donnée, il est tourbillonné par les changements de température, de vitesse du vent et de direction le long de ce chemin. »
Les résultats confirment les prédictions faites en utilisant ce que nous savons de l’atmosphère martienne, s’assurer Ces sons se propagent dans l’atmosphère près de la surface à une vitesse d’environ 240 mètres par seconde.
Cependant, l’excentricité du paysage acoustique changeant de Mars est quelque chose de complètement inconnu, avec des conditions à la surface de Mars conduisant à des excentricités que l’on ne voit nulle part ailleurs.
« En raison des propriétés uniques des molécules de dioxyde de carbone à basse pression, Mars est la seule atmosphère terrestre du système solaire qui subit un changement de la vitesse du son au milieu de la gamme de fréquences audibles (20 Hz à 20 000 Hz) », Les chercheurs écrivent.
À des fréquences supérieures à 240 Hz, les modèles de vibration activés par collision des molécules de dioxyde de carbone n’ont pas suffisamment de temps du repos, ou revenir à son état d’origine. Le résultat est que le son se déplace à plus de 10 mètres par seconde à des fréquences plus élevées qu’à des fréquences plus basses.
Cela pourrait conduire à ce que les chercheurs appellent une « expérience d’écoute unique » sur Mars, où les sons aigus atteignent l’auditeur plus rapidement que les sons graves.
Étant donné que tout astronaute humain voyageant vers Mars devra bientôt porter des combinaisons spatiales pressurisées avec un équipement de communication, ou vivre dans des unités d’habitat pressurisées, il est peu probable que ce soit un problème immédiat, mais cela peut être un concept intéressant pour les auteurs de science-fiction. altéré.
Étant donné que la vitesse du son change en raison des fluctuations de température, l’équipe a également pu utiliser le microphone pour mesurer des changements de température importants et rapides sur Mars que d’autres capteurs n’ont pas été en mesure de détecter. Ces données peuvent aider à combler certains des vides de la couche limite en évolution rapide de Mars.
L’équipe prévoit de continuer à utiliser les données du microphone SuperCam pour surveiller comment des éléments tels que les changements quotidiens et saisonniers affectent la vitesse du son sur Mars. Ils prévoient également de comparer les lectures de température acoustique avec les lectures d’autres instruments pour essayer de déterminer les grandes fluctuations.
Vous pouvez lire le document de la conférence Sur le site de la conférence.