Скоростта на звука на Марс постоянно се променя, показва проучване

За да се подпомогнат бъдещите мисии на Марс, особено тези с хора е необходимо да се разбере физиката на редица явления на Червената планета. Например, разпространението на звука в атмосферата. Скорошни изследвания в тази област показват, че звукът се разпространява с различна скорост на Марс в зависимост от времето на деня. Това дава възможност да се предвиди скоростта на звука във всеки момент във всяка точка на Марс.

Марсоходът Perseverance на НАСА е снабден с няколко микрофона. Те са от съществено значение за изучаване на свойствата на материалите на Марс, но също така дават представа за звуковия пейзаж на планетата. Например, марсоходът записа звуците на прашен вихър. Когато учените дешифрираха записите, те установиха, че звуковите вълни с честота под 240 Hz се движат с около 10 m/s по-бавно в атмосферата на Марс, отколкото звуците с по-високи честоти. За това е виновен въглеродният диоксид, чието съдържание във въздуха на Марс е 95 % – той частично поглъща енергията на звуковите вълни с ниски честоти и забавя разпространението им.

Група учени от САЩ и Франция предприеха подробно проучване на разпространението на звука в атмосферата на Марс в рамките на първите 20 метра от нивото на повърхността. Въз основа на получените по-рано данни за условията на Марс (температура, налягане и концентрация на въглероден диоксид) е направен модел на промените в скоростта на звука в зависимост от тези стойности. На Марс са обичайни температурни скокове до 60°C през деня и колебания в концентрацията на въглероден диоксид до 30 % от обема. Всичко това променя скоростта на разпространение на звука във въздуха на Червената планета в различна, силна степен.

Изчисленията доведоха до няколко интересни заключения, които бяха публикувани в списание JGR: Planets.

Първо, изглежда, че прахът не влияе на разпространението на звука, както на Земята. Промяната на скоростта на звука заедно с промяната на температурата (около 0,5 m/s на всеки 1°C) също е подобна на динамиката, наблюдавана на Земята.

Това, което не присъства на Земята обаче е изключително високата концентрация на въглероден диоксид и това е разликата между Марс и Земята. Най-голямата разлика от Земята обаче са огромните дневни колебания в температурата. На този фон концентрацията на въглероден диоксид вече не е толкова решаващ фактор. В най-горещите часове на Марс скоростта на затихване на звука в атмосферата е три пъти по-висока, отколкото в студените часове. Всичко заедно позволи на учените да създадат най-точния до момента модел за прогнозиране на скоростта на звука на Марс по всяко време на деня, по всяко време на годината и във всяка точка на планетата.

И накрая, предложеният модел ще позволи да се интерпретират звуците, записани от микрофоните на марсоходите, защото те всъщност ще записват изкривена картина, която подлежи на корекция за правилна оценка.