|
Скорость звука на Марсе постоянно меняется
|
|
|
|
Исследователи выяснили детали того, как звук ведет себя в разное время и в разных местах на Марсе, и результаты сильно отличаются от того, к чему мы привыкли на Земле. Марсоход НАСА "Персеверанс" на Марсе оснащен несколькими микрофонами. Эти устройства, предназначенные для изучения свойств материалов на Красной планете, улавливали всевозможные дополнительные звуки, в том числе жуткое шипение марсианских пылевых вихрей. Записи уже показали, что на Марсе звук ведет себя по-особому. Например, шумы ниже 240 Герц — примерно средняя частота звука фортепиано — распространяются примерно на 30 футов в секунду (10 метров в секунду) медленнее, чем звуки более высокой частоты. Это связано с тем, что молекулы углекислого газа, которые поглощают часть энергии звука на низких частотах, составляют 95% атмосферы Марса. Такие странные свойства, если их не учитывать, могут нарушить связь в будущих миссиях на Марс, особенно с экипажами.
|
|
|
|
Имея это в виду, группа ученых из французских и американских институтов решила изучить скорость звука и его затухание — тенденцию к уменьшению с течением времени — в пределах первых 60 футов (20 м) атмосферы Марса. Для начала команда сопоставила значения различных параметров, включая атмосферное давление, температуру и химический состав, в различных точках Красной планеты из базы данных о климате Марса. Изменения в этих параметрах могут растягивать или сжимать звуковые волны, что делает эти факторы важными для прогнозирования свойств звука. Команда рассчитала скорость и затухание звука в разные моменты времени в течение планетарного года (который составляет около 687 земных суток) и в различных точках марсианского ландшафта, включая горные вершины и долины. Этот подход был необходим, поскольку лежащие в его основе факторы сильно различаются в пространстве и времени. Например, в полярных регионах температура в полдень может колебаться на 108 градусов по Фаренгейту (60 градусов по Цельсию), а уровень углекислого газа - на 30% в зависимости от сезона.
|
|
|
Расчеты позволили сделать несколько интересных выводов, которые были опубликованы 7 мая в журнале JGR: Planets. Во—первых, пыль, по-видимому, не влияет на распространение звука, сообщили авторы в совместном электронном письме в Live Science - аналогично тому, как это происходит на Земле, где, например, пыльная буря между вами и аэропортом не мешает вам слышать взлетающие самолеты. Изменение скорости звука в зависимости от температуры (около 0,5 м/с на каждый градус Цельсия) также аналогично изменению скорости звука на Земле. Однако, в отличие от Земли, скорость звука и его затухание сильно зависят от уровня углекислого газа. Кроме того, хотя скорость звука резко возрастает на частоте около 240 Гц, степень изменения менее выражена при более низких температурах, чем при более высоких.
|
|
|
|
Однако самое большое отличие от Земли заключается в ежедневных огромных колебаниях температуры и, в меньшей степени, концентрации углекислого газа. Например, в районе, где в настоящее время находится марсоход "Персеверанс", уровень ртути в течение дня меняется примерно на 90 градусов по Фаренгейту (50 градусов по Цельсию). Это приводит к тому, что скорость звука достигает 100 футов в секунду (30 м/с) и он затихает в три раза быстрее в жаркие часы по сравнению с холодными. Изменения температуры и уровня углекислого газа также приводят к изменению скорости звука и его ослаблению в зависимости от времени года, хотя этот эффект более выражен в полярных регионах. Результаты позволяют ученым "прогнозировать скорость и затухание звука в любом месте на поверхности Марса в любое время года и суток", - рассказали исследователи в интервью Live Science. Модель также может улучшить понимание учеными того, как на самом деле звучат объекты, производящие звук на Марсе.
|
|
|
|
"Мы слышим его [звук] только после того, как он распространился в атмосфере", - говорят авторы. "Наша модель может помочь восстановить характеристики исходных источников звука". Кроме того, модель дает представление о жизни будущих обитателей Марса: утренние часы на горных вершинах, возможно, ближе всего к тому, как ведет себя звук на Земле. В другое время и в других местах, например, во второй половине дня на полигоне Персеверанс, будет наблюдаться резкий эффект, поскольку высокие звуки на близких расстояниях достигают ушей быстрее, чем низкие; более отдаленные звуки, обычно слышимые на Земле, вообще не будут слышны.
|
|
|
|
Источник
|
