Bilim İnsanları, Mars'taki Ses Hızının Garip Bir Şekilde Farklı Olduğunu Açıkladı

Bilim insanları, Kızıl gezegenin Dünya'nınkinden çok farklı olan atmosferini incelemek için Perseverance gezici ekipmanı kullanarak Mars'taki sesin hızını doğruladılar.

Keşfettikleri şey, gelecekteki Marslılar arasındaki iletişim için bazı garip sonuçlar doğurabilir.

Bulgular, Mars atmosferinde konuşmaya çalışmanın garip bir etki yaratabileceğini, çünkü daha yüksek perdeli sesin bas notalardan daha hızlı yayıldığını gösteriyor. Mars'ın atmosferi solunamaz olduğu için bunu deneyemeyeceğiz, ama düşünmek kesinlikle eğlenceli!

Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndan gezegen bilimcisi Baptiste Chide tarafından 53. Ay ve Gezegen Bilimleri Konferansı'nda açıklanan bulgular, Mars yüzeyinde daha fazla araştırma yapılmasını gerektiren yüksek sıcaklık dalgalanmalarını ortaya koyuyor.

Sesin hızı evrensel bir sabit değildir. İçinden geçtiği ortamın yoğunluğuna ve sıcaklığına bağlı olarak değişebilir; ortam ne kadar yoğunsa, o kadar hızlı gider.

Bu nedenle ses, atmosferimizde 20 santigrat derece sıcaklıkta saniyede yaklaşık 343 metre, suda saniyede 1.480 metre ve çelikte saniyede 5.100 metre hızla yol alır.

Mars'ın atmosferi, Dünya'nınkinden çok daha incedir, Dünya için yaklaşık 1,2 kg/m3 iken, Mars’ın 0.020 kg/m3 civarındadır. Bu, sesin kızıl gezegende farklı şekilde yayılacağı anlamına gelir.

Ancak, Gezegen Sınır Katmanı olarak bilinen, yüzeyin hemen üzerindeki atmosfer katmanı, ilave komplikasyonlara sahiptir: Gün boyunca, yüzeyin ısınması, güçlü türbülans yaratan konvektif yukarı hava akımları oluşturur.

Yüzey termal gradyanlarını test etmek için kullanılan geleneksel aletler oldukça hassastır, ancak çeşitli girişim etkilerinden zarar görebilir. Neyse ki Perseverance'ın benzersiz bir özelliği var: Mars'ın seslerini duymamızı sağlayan mikrofonlar ve mükemmel zamanlanmış bir gürültüyü tetikleyebilen bir lazer.

SuperCam mikrofonu, Mars yüzeyindeki kaya ve toprak örneklerini keserken, gezicinin lazer kaynaklı arıza spektroskopi aletinden gelen akustik basınç dalgalanmalarını kaydetmek için dahil edildi.

Chide ve ekibi, yüzeydeki sesin hızını ölçmek için lazer ateşlemesi ile sesin 2,1 metre yükseklikte SuperCam mikrofonuna ulaşan arasındaki süreyi ölçtü.

Araştırmacılar konferans makalelerinde "Bu teknikle elde edilen sesin hızı, yerden mikrofonun yüksekliğine kadar uzanan tüm akustik yayılım yolu üzerinden hesaplanır" diye yazıyor. "Bu nedenle, herhangi bir dalga boyunda, bu yol boyunca sıcaklık ve rüzgâr hızı ve yönü varyasyonları ile kıvrılır."

Sonuçlar, Mars atmosferi hakkında bildiklerimizi kullanarak yapılan tahminleri destekliyor ve seslerin yüzeye yakın atmosferde saniyede yaklaşık 240 metre hızla yayıldığını doğruluyor.

Düşük basınçtaki karbon dioksit moleküllerinin benzersiz özelliklerinden dolayı Mars, Güneş Sistemi'ndeki tek karasal gezegen atmosferi olup, duyulabilir bant genişliğinin tam ortasında (20 Hertz ila 20.000 Hertz), ses hızında bir değişiklik yaşayan tek gezegendir.

modlarının gevşemek veya orijinal durumlarına dönmek için yeterli zamanı yoktur. Bunun sonucu, sesin yüksek frekanslarda düşük frekanslara göre saniyede 10 metreden daha hızlı hareket etmesidir.

Bu, araştırmacıların Mars'ta "benzersiz bir dinleme deneyimi" dediği şeye yol açabilir, daha yüksek perdeli seslerin dinleyiciye düşük olanlardan daha erken ulaşması.

Herhangi bir zamanda Mars'a seyahat eden herhangi bir insan astronotunun iletişim ekipmanına sahip basınçlı uzay giysileri giymesi veya basınçlı habitat modüllerinde yaşaması gerekeceği göz önüne alındığında, bunun acil bir sorun oluşturması pek olası değildir - ancak durum bilimkurgu yazarları için eğlenceli bir kavram olabilir.

Sıcaklık dalgalanmaları nedeniyle sesin hızı değiştiği için, ekip ayrıca diğer sensörlerin algılayamadığı Mars yüzeyindeki büyük ve hızlı sıcaklık değişikliklerini ölçmek için mikrofonu kullanabildi. Bu veriler, Mars'ın hızla değişen gezegensel sınır tabakasındaki bazı boşlukları doldurmaya yardımcı olabilir.

Ekip, günlük ve mevsimsel değişiklikler gibi şeylerin Mars'taki ses hızını nasıl etkileyebileceğini gözlemlemek için SuperCam mikrofon verilerini kullanmaya devam etmeyi planlıyor. Ayrıca, büyük dalgalanmaları anlamaya çalışmak için akustik sıcaklık okumalarını diğer cihazlardan gelen okumalarla karşılaştırmayı planlıyorlar.