Die Schallgeschwindigkeit auf dem Mars ist laut neuen Beweisen ziemlich beeindruckend

Mit einem Mikrofon, einem Laser und etwas raffinierter Mathematik hat ein Team von Wissenschaftlern die Schallgeschwindigkeit auf dem Mars gemessen, was eine wissenschaftliche Premiere und eine weitere interessante Entdeckung ist, die durch den Perseverance-Rover der NASA ermöglicht wurde.

An der Perseverance-Mission gibt es viel zu mögen, aber eines meiner Lieblingsdinge am Rover ist, dass er Audio aufnehmen kann.. Anfang letzten Jahres konnten wir zum allerersten Mal Geräusche auf dem Mars hören, sowohl natürliche als auch synthetische. Durch die Verwendung seines Mikro-Super-Camder Rover eingecheckt weht Marswinde, Klicks seines steinscannenden Lasers und der knarrenden Geräusche seiner rollenden Räder.

Ob das Mikrofon von Perseverance diese Geräusche aufnahm, war nicht sicher, angesichts der extrem dünnen Atmosphäre des Roten Planeten. Schall braucht ein Medium, um sich auszubreiten, und Mars, mit einem lächerlichen atmosphärischen Druck von 0,095 psi (psi) in Bodennähe, bietet nicht viel Arbeit. Im Vergleich dazu beträgt der atmosphärische Druck auf Meereshöhe auf der Erde etwa 14,7 psi.

Aber sie waren da– wahrnehmbare Geräusche von Percys Mikrofon im Krater Jezero aufgenommen. Mit deutlich hörbaren Geräuschen auf dem Mars, Baptiste Chide vom Los Alamos National Lab in Los Angeles und Kollegen wurden in der Lage, die Schallgeschwindigkeit auf dem Mars zu messen. Wissenschaftler stellten kürzlich ihre vor Ergebnisse zu 53. Mond- und Planetenwissenschaftskonferenzfand vom 7. bis 11. März in Texas statt.

der Mannschaft gehebelt Das SuperCam-Experiment von Perseverance, bei dem Felsen mit Lasern abgetastet werden, um die Geologie des Mars zu untersuchen und sitzt an der Spitze des Rover-Mastes etwa 6,9 Fuß (2,1 Meter) über der Marsoberfläche. Das Team nahm Messungen von 150 Laserschüssen vor, die an fünf verschiedenen Orten aufgenommen wurden, während es die lokalen Wetterbedingungen überwachte.

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By measuring the time it took the staccato-like clicking sounds to reach the SuperCam microphone, they were able to establish the speed of sound on Mars, to a precision of plus-minus 0.51%. They found that sound on Mars travels at 787 feet per second (240 meters per second), which is significantly slower than the sound of speed on Earth at 1,115 feet per second (340 m/s).

And in an observation that matched prior predictions, the speed of sounds below 240 hertz fell to 754 feet per second (230 m/s). That doesn’t happen on Earth, as sounds within the audible bandwidth (20 Hz to 20 kHz) travel at a constant speed. The “Mars idiosyncrasy,” as the scientists call it, has to do with the “unique properties of the carbon dioxide molecules at low pressure,” which makes the Martian atmosphere the only one in the solar system to experience “a change in speed of sound right in the middle of the audible bandwidth,” as the scientists wrote. The reason for this is that sounds above 240 Hz don’t have time to relax their energy, according to the scientists.

The scientists go on to say that this acoustic effect “may induce a unique listening experience on Mars with an early arrival of high-pitched sounds compared to bass.”

Unique is right! Lots of acoustic information exists below 240 Hz, including the low end of music and the lowermost registers of the human voice (typically for males). Music on Mars would sound completely messed up (particularly with increased distance), with the middle and high frequencies reaching the listener slightly before the low frequency sounds, such as the lower registers of the bass guitar and kick drum. Add another effect of carbon dioxide, the attenuating, or dampening, of higher frequencies, and the acoustic experience gets even weirder.

As a neat aside, the technique used to measure the speed of sound can also be used to measure the local temperature. So in addition to Percy’s Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) hat das Team ein neues Thermometer. Mit Blick auf die Zukunft werden Chide und seine Kollegen weitere Tests durchführen, um die Schallgeschwindigkeit zu verschiedenen Tageszeiten und während verschiedener Jahreszeiten auf dem Mars zu messen.