Nueva evidencia sugiere que la velocidad del sonido en Marte es un poco excéntrica

Una selfie tomada por el rover Perseverance de la NASA el 10 de septiembre de 2021.

Una selfie tomada por el rover Perseverance de la NASA el 10 de septiembre de 2021.
Imagen: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Usando un micrófono, un láser y un poco de matemática astuta, un equipo de científicos midió la velocidad del sonido en Marte, en lo que es un primer descubrimiento científico y otro descubrimiento fantástico hecho posible por el rover Perseverance de la NASA.

Hay mucho que amar de la misión Perseverance, pero uno de mis aspectos favoritos del rover es que puede grabar audio.. A principios del año pasado, y por primera vez, escuchamos sonidos en Marte, tanto naturales como sintéticos. usando su Micrófono SuperCamEl vagabundo registrado soplando vientos marcianos, hacer clic por sus rocas de escaneo láser y los crujidos producidos por sus ruedas rodantes.

Que el micrófono de Perseverance recogiera estos sonidos no era una certeza, dada la atmósfera dolorosamente delgada en el Planeta Rojo. El sonido necesita un medio para propagarse y Marte, con una presión atmosférica insignificante de 0.095 libras por pulgada cuadrada (psi) a nivel del suelo, no ofrece mucho para trabajar. En comparación, la presión atmosférica al nivel del mar de la Tierra es de aproximadamente 14,7 psi.

pero ahí están– ruidos perceptibles tomado del micrófono de Percy en el cráter Jezero. Con sonidos claramente audibles en Marte, Baptiste Chide del Laboratorio Nacional de Los Alamos en Los Ángeles e colegas fueron capaz de medir la velocidad del sonido en Marte. Los científicos presentaron recientemente el suyo resultados al 53.ª Conferencia de Ciencias Lunares y Planetariascelebrada del 7 al 11 de marzo en Texas.

los equipo explotado El experimento SuperCam de Perseverance, que quema rocas con láser para estudiar la geología marciana y está ubicado en la cabeza del mástil del rover aproximadamente a 6,9 pies (2,1 metros) sobre la superficie marciana. El equipo tomó medidas de 150 disparos de láser tomados en cinco lugares distintos, mientras monitoreaba las condiciones climáticas 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 Analizador de dinámica ambiental de Marte (MEDA), el equipo tiene a su disposición un nuevo termómetro. Mirando hacia el futuro, Chide y sus colegas realizarán múltiples pruebas para medir la velocidad del sonido en diferentes momentos del día y durante diferentes estaciones marcianas.

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