Марсоход измерил скорость звука на Красной планете
Скорость звука не является универсальной константой. Она может изменяться в зависимости от плотности и температуры среды, через которую проходит звук: чем плотнее среда, тем быстрее он движется. Звук распространяется со скоростью около 343 м/с в атмосфере Земли при 20 °С, со скоростью 1480 м/с в воде и 5100 м/с внутри стали.
Атмосфера Марса намного более разреженная, чем земная. Плотность марсианской — около 0,020 кг/м3, земной — 1,2 кг/м3. Уже одно это означает, что звук на Красной планете будет распространяться иначе. Но слой атмосферы прямо над поверхностью Марса добавил осложнений: в течение дня нагревание породы создает сильную турбулентность.
О результатах измерения скорости звука на Марсе рассказал на научной конференции планетолог Батист Чиде из Лос-Аламосской национальной лаборатории. Кратко доклад излагает Science Alert.
Данные передал на Землю марсоход Perseverance. Он оснащен микрофоном SuperCam и лазером, который может запускать идеально синхронизированный звук. Чиде и его коллеги измерили время между запуском лазера и звуком, достигающим микрофона, который располагается на высоте 2,1 м. Результаты подтверждают прогнозы: звуки распространяются через атмосферу Марса со скоростью примерно 240 м/с. Исследование показало еще один совершенно неожиданный эффект: условия на Марсе приводят к звуковой странности, не встречающейся на Земле.
«Из-за уникальных свойств молекул углекислого газа при низком давлении на Марсе скорость звука меняется прямо в процессе движения — в середине слышимого диапазона частот», — пишут исследователи.
Из-за изменений температуры у поверхности звук на более высоких частотах распространяется более чем на 10 м/с быстрее, чем на низких. Таким образом, высокие звуки будут доходить до потенциального слушателя раньше.
Эффект работает и в обратную сторону. Поскольку скорость звука меняется из-за колебаний температуры, можно использовать микрофон для измерения быстрых изменений температуры на марсианской поверхности, которые другие датчики не могли обнаружить. Эти данные могут помочь заполнить некоторые пробелы в знаниях о подвижной атмосфере Марса.
