«Персеверанс» измерил скорость звука на Марсе

Схема эксперимента по измерению скорости звука в марсианской атмосфере
Схема эксперимента по измерению скорости звука в марсианской атмосфере.
Baptiste Chide et al. / 53rd Lunar and Planetary Science Conference, 2022

Марсоход «Персеверанс» определил скорость распространения звука в марсианской атмосфере, которая оказалась значительно ниже, чем скорость звука на Земле. Заодно ученые выяснили, что высокочастотные звуки распространяются на Марсе быстрее, чем низкочастотные. Доклад по результатам работы был представлен на 53-й Лунной и планетарной научной конференции (LPSC).

«Персеверанс» помимо научных приборов и камер оснащен двумя микрофонами, один из которых входит в состав инструмента SuperCam, установленного на двухметровой мачте ровера, а второй служил для записи звуков на этапе высадки. Оба микрофона нового ровера пережили высадку на планету и записали ряд необычных звуков.

Микрофон прибора SuperCam предназначен, в первую очередь, для регистрации перепадов давления, связанных с лазерно-искровой эмиссионной спектроскопией, из-за которой возникает акустическая волна при абляции горных пород инфракрасным лазером. Однако он также регистрирует шум окружающей среды, порождаемый атмосферной турбулентностью, ветрами и конвективными вихрями. Благодаря прибору можно измерить скорость звука в марсианской атмосфере путем определения времени распространения создаваемого абляцией породы высокочастотного (более двух килогерц) акустического сигнала от цели до микрофона. Обычно сеанс спектрометрических исследований состоит из нескольких серий по 30-150 лазерных выстрелов по выбранному фрагменту породы. Благодаря точной синхронизации между лазером и микрофоном время распространения звуковой волны можно определить с точностью ±10 микросекунд, а, в целом, скорость звука может быть определена для каждого лазерного выстрела с точностью до полпроцента.

Батист Чиде (Baptiste Chide) из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико и его коллеги представили результаты эксперимента по измерению скорости звука на Марсе при помощи прибора SuperCam. При расчетах ученые учитывали горизонтальную скорость ветра, а также тот факт, что атмосфера богата молекулами углекислого газа. В общей сложности, была проанализировано 5 часов записанных SuperCam акустических сигналов.

Определенная скорость звука на Марсе составила около 240 метров в секунду, что меньше, чем скорость звука в земной атмосфере, которая составляет 340 метров в секунду. При этом было замечено, что в марсианской атмосфере акустические сигналы с частотой выше 240 герц распространяются более чем на десять метров в секунду быстрее, чем низкочастотные сигналы. Предполагается, что это связано с различиями в колебательных модах молекул углекислого газа при поглощении разных звуковых волн.

Источник: N+1

Похожие

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.