Щось незвичайне: швидкість звуку на Марсі постійно змінюється

Вчені дослідили те, яким чином звук поводиться в різних локаціях та умовах Марса. І ці спостереження показують, що поведінка дуже відрізняється від тієї, до якої ми звикли на Землі, повідомляє Live Science.

Марсохід Perseverance оснащений кількома мікрофонами, що призначені для вивчення властивостей матеріалів на Червоній планеті. Але їм вдалося вловити і безліч звуків, у тому числі шипіння пилових дияволів.

Записи вже показали, що звук на Марсі поводиться своєрідно. Наприклад, шуми нижче 240 герц (приблизно середня до фортепіано) поширюються приблизно на 10 метрів за секунду повільніше, ніж звуки вищої тональності.

Це пов'язано з тим, що молекули вуглекислого газу, які поглинають частину енергії звуку на низьких частотах, складають 95% атмосфери Марса. Такі властивості, якщо їх не враховувати, можуть поставити під загрозу зв'язок у майбутніх марсіанських місіях, особливо пілотованих.

Враховуючи все це, група вчених із Франції та США розпочала вивчення швидкості звуку та його згасання в межах перших 20 метрів атмосфери Марса. Для початку команда зіставила значення різних параметрів, включаючи атмосферний тиск, температуру та хімічний склад у різних точках Червоної планети з бази даних клімату Марса. Зміна цих параметрів може розтягувати або стискати звукові хвилі, що робить ці фактори важливими для прогнозування властивостей звуку.

Команда розрахувала швидкість і згасання звуку в різні моменти часу на планеті (протягом 687 земних днів) та у різних точках ландшафту. Такий підхід був необхідний, оскільки різні чинники різко змінюються. Наприклад, у полярних регіонах показники температури можуть коливатися в межах 60 градусів за Цельсієм, а рівень вуглекислого газу – в межах 30% залежно від сезону.

Спостереження показали кілька цікавих моментів. По-перше, пил не впливає на поширення звуку. Це аналогічно земним умовам, коли пилова буря не заважає чути літак, що злітає. Зміна швидкості звуку зі зміною температури (близько 0,5 метра в секунду на кожен градус Цельсія) також аналогічна земній.

Проте, на відміну Землі, швидкість і згасання звуку багато в чому залежить від рівня вуглекислого газу. Крім того, хоча швидкість звуку різко зростає приблизно на 240 герц, ступінь зсуву менш виражена за більш низьких температур, ніж при вищих.

Однак найбільша відмінність від Землі пов'язана з величезними коливаннями температури — і меншою мірою концентрації вуглекислого газу — щоденними. Наприклад, у районі, де зараз знаходиться марсохід Perseverance, температура змінюється приблизно на 50 градусів за Цельсієм протягом дня. Це змушує звук поширюватися зі швидкістю до 30 м/с і згасати втричі швидше в спекотні години порівняно з більш холодними. Зміни температури та рівня вуглекислого газу також викликають зміни швидкості звуку та його згасання залежно від сезону, хоча цей ефект більш виражений у полярних регіонах.

Раніше вчені помітили ранкову паморозь, яка з'являється на деяких з найвищих гір Марса. Це гігантські вулкани, висота яких перевищує висоту Евересту втричі.