محققان جزئیات نحوه رفتار صدا در زمانها و مکانهای مختلف در مریخ را بررسی کردهاند – و نتایج بسیار متفاوت از آنچه ما در زمین به آن عادت کردهایم است.
مریخ نورد Perseverance (استقامت) ناسا در مریخ چندین میکروفون حمل می کند. این دستگاهها که برای مطالعه خواص مواد در سیاره سرخ در نظر گرفته شدهاند، انواع صداهای اضافی از جمله پراکندگی وهمآور شیاطین غبار مریخی را دریافت کردهاند.
قبلاً ضبط شده نشان داده است که صدا در مریخ رفتار عجیبی دارد. به عنوان مثال، صداهای زیر 240 هرتز – تقریباً C وسط پیانو – حدود 30 فوت در ثانیه (10 متر در ثانیه) کندتر از صداهای با صدای بلندتر حرکت می کنند. این به این دلیل است که مولکولهای دی اکسید کربن، که بخشی از انرژی صدا را در فرکانسهای پایین جذب میکنند، ۹۵ درصد جو مریخ را تشکیل میدهند. چنین ویژگیهای عجیب و غریبی، در صورت عدم شناسایی، میتوانند ارتباطات در مأموریتهای آینده مریخ، بهویژه مأموریتهای خدمهای را به خطر بیندازند.
با در نظر گرفتن این موضوع، تیمی از دانشمندان از موسسات فرانسوی و ایالات متحده شروع به مطالعه سرعت صوت و تضعیف آن – تمایل آن به خاموش شدن در مسافت – در 60 فوت (20 متر) اولیه جو مریخ کردند.
برای شروع، این تیم مقادیر پارامترهای مختلف – از جمله فشار اتمسفر، دما و ترکیب شیمیایی – را در نقاط مختلف سیاره سرخ از پایگاه داده آب و هوای مریخ جمعآوری کرد. تغییرات در این پارامترها می تواند امواج صوتی را کشیده یا کوچک کند و این عوامل را در پیش بینی خواص صدا ضروری می کند.
این تیم سرعت و تضعیف صدا را در مقاطع زمانی مختلف در سال سیاره (که حدود 687 روز زمینی است) و در نقاط مختلف مناظر مریخ، از جمله قلهها و درهها، محاسبه کردند. این رویکرد ضروری بود زیرا عوامل زمینهای در مکان و زمان بسیار متفاوت هستند. به عنوان مثال، در مناطق قطبی، دمای ظهر می تواند 108 درجه فارنهایت (60 درجه سانتیگراد) و سطح دی اکسید کربن 30 درصد در طول فصول در نوسان باشد.
این محاسبات چندین یافته جالب را نشان داد که در 7 می در JGR: Planets منتشر شد. نویسندگان در یک ایمیل مشترک به Live Science گفتند، برای اولین بار، به نظر نمی رسد گرد و غبار بر انتشار صدا تأثیر بگذارد – شبیه به زمین، که برای مثال، طوفان گرد و غبار بین شما و فرودگاه مانع از توانایی شنیدن شما نمی شود. هواپیماها در حال بلند شدن تغییر سرعت صوت با دما (حدود 0.5 متر بر ثانیه به ازای هر درجه سانتیگراد) نیز مشابه تغییرات روی زمین است.
برخلاف زمین، سرعت و تضعیف صدا تا حد زیادی به سطح دی اکسید کربن بستگی دارد. علاوه بر این، در حالی که سرعت صوت به طور ناگهانی در حدود 240 هرتز افزایش مییابد، میزان تغییر در دماهای پایینتر نسبت به دماهای بالاتر کمتر مشخص میشود.
با این حال، بزرگترین تفاوت با زمین از نوسانات شدید دما – و تا حدی کمتر غلظت دی اکسید کربن – در روز ناشی می شود. به عنوان مثال، در منطقه ای که مریخ نورد Perseverance در حال حاضر در آن زندگی می کند، سطح جیوه حدود 90 درجه فارنهایت (50 درجه سانتیگراد) در طول روز تغییر می کند. این باعث می شود که صدا تا 100 فوت در ثانیه (30 متر بر ثانیه) حرکت کند و در ساعات گرم تر نسبت به ساعت های سردتر سه برابر سریع تر از بین برود. تغییرات دما و سطح دی اکسید کربن نیز باعث تغییر در سرعت صدا و تضعیف در فصول سال می شود، اگرچه این اثر در مناطق قطبی بارزتر است.
محققان به Live Science گفتند: نتایج به دانشمندان اجازه می دهد تا سرعت و تضعیف صدا را برای هر مکانی در سطح مریخ در هر زمان از سال و هر زمانی از روز پیش بینی کنند. این مدل همچنین میتواند درک دانشمندان را از صدای اجرام تولید کننده صدا در مریخ بهبود بخشد.
نویسندگان میگویند: ما آن را تنها پس از انتشار صدا در جو میشنویم. ‘مدل ما می تواند به بازیابی ویژگی های منابع صوتی اصلی کمک کند.’
علاوه بر این، این مدل نگاهی اجمالی به زندگی ساکنان آینده انسان در مریخ ارائه میکند: صبحها در قلههای کوه ممکن است نزدیکترین چیز به رفتار صدا در زمین باشد. در زمانها و مکانهای دیگر، مانند بعدازظهرها در سایت Perseverance، به دلیل اینکه صداهای بلند در فواصل نزدیک سریعتر از صداهای با صدای پایینتر به گوش میرسند، یک اثر ناخوشایند رخ میدهد. صداهای دورتر که معمولاً روی زمین قابل شنیدن هستند اصلاً شنیده نمی شوند.