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La velocidad del sonido en Marte es extrañamente diferente, revelan científicos

Los científicos han confirmado la velocidad del sonido en marzousando equipos del rover Perseverance para estudiar la atmósfera del Planeta Rojo, que es muy diferente a la de la Tierra.

Lo que descubrieron podría tener extrañas consecuencias para la comunicación entre los futuros marcianos.

Los resultados sugieren que tratar de hablar en la atmósfera de Marte podría producir un efecto extraño, ya que los sonidos más agudos parecen viajar más rápido que las notas bajas. No es que lo intentemos, ya que la atmósfera de Marte es irrespirable, ¡pero seguro que es divertido pensar en ello!

Desde una perspectiva científica, los hallazgos, anunciados en la 53ª Conferencia sobre Ciencias Lunares y Planetarias por el científico planetario Baptiste Chide del Laboratorio Nacional de Los Álamos, revelan fluctuaciones de alta temperatura en la superficie de Marte que justifican una mayor investigación.

La velocidad del sonido no es una constante universal. Puede cambiar según la densidad y la temperatura del medio por el que pasa; cuanto más denso es el medio, más rápido va.

Por eso el sonido viaja unos 343 metros (1.125 pies) por segundo en nuestra atmósfera a 20 grados centígrados, pero también a 1.480 metros por segundo en el agua ya 5.100 metros por segundo en el acero.

La atmósfera de Marte es mucho más delgada que la de la Tierra, alrededor de 0,020 kg/m3contra alrededor de 1,2 kg/m3 para la tierra Esto solo significa que el sonido viajaría de manera diferente en el Planeta Rojo.

Pero la capa de la atmósfera justo por encima de la superficie, conocida como capa límite planetaria, tiene complicaciones añadidas: durante el día, el calentamiento de la superficie genera corrientes ascendentes convectivas que crean fuertes turbulencias.

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Los instrumentos convencionales para probar gradientes térmicos superficiales son muy precisos, pero pueden sufrir varios efectos de interferencia. Afortunadamente, Perseverance tiene algo único: micrófonos que pueden permitirnos escuchar los sonidos de Martey un láser capaz de disparar ruido perfectamente sincronizado.

El micrófono SuperCam se incluyó para registrar las fluctuaciones de la presión del sonido del instrumento de espectroscopía de descomposición inducida por láser del rover mientras extrae muestras de roca y suelo de la superficie marciana.

El rover Perseverance de la NASA en Marte. (NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Llegó con una gran ventaja, como resulta. Chide y su equipo midieron el tiempo entre el disparo del láser y el sonido que llegaba al micrófono SuperCam a 2,1 metros sobre el nivel del mar, para medir la velocidad del sonido en la superficie.

“La velocidad del sonido recuperado por esta técnica se calcula sobre todo el camino de propagación acústica, que va desde el suelo hasta la altura del micrófono”, escriben los investigadores. en su documento de conferencia.

«Por lo tanto, en cualquier longitud de onda dada, se ve afectado por las variaciones en la temperatura y la velocidad y dirección del viento a lo largo de ese camino».

Los resultados confirman las predicciones hechas usando lo que sabemos sobre la atmósfera marciana, confirmando que se propagan a través de la atmósfera cerca de la superficie a unos 240 metros por segundo.

Sin embargo, la rareza del paisaje sonoro cambiante de Marte es algo completamente inesperado, con condiciones en Marte que conducen a una rareza que no se ve en ningún otro lugar.

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«Debido a las propiedades únicas de las moléculas de dióxido de carbono de baja presión, Marte es la única atmósfera del planeta Tierra en el Sistema Solar que experimenta un cambio en la velocidad del sonido justo en el medio del ancho de banda audible (20 Hertz a 20,000 Hertz) , » los investigadores escriben.

A frecuencias superiores a 240 Hertz, los modos vibratorios activados por colisión de las moléculas de dióxido de carbono no tienen tiempo suficiente para Relajarse, o volver a su estado original. El resultado es que el sonido viaja más de 10 metros por segundo más rápido a frecuencias más altas que a frecuencias más bajas.

Esto podría conducir a lo que los investigadores llaman una «experiencia auditiva única» en Marte, con sonidos agudos que llegan al oyente antes que los graves.

Dado que cualquier astronauta humano que viaje a Marte pronto tendrá que usar trajes espaciales presurizados con equipos de comunicaciones, o vivir en módulos de hábitat presurizados, es poco probable que esto plantee un problema inmediato, pero podría ser un concepto divertido para los escritores de ciencia ficción. jugar con.

Dado que la velocidad del sonido cambia debido a las fluctuaciones de temperatura, el equipo también pudo usar el micrófono para medir cambios de temperatura grandes y rápidos en la superficie marciana que otros sensores no habían podido detectar. Estos datos pueden ayudar a llenar algunos de los vacíos en la capa límite planetaria de Marte, que cambia rápidamente.

El equipo planea continuar usando los datos del micrófono SuperCam para observar cómo cosas como las variaciones diarias y estacionales pueden afectar la velocidad del sonido en Marte. También planean comparar las lecturas acústicas de temperatura con las lecturas de otros instrumentos para tratar de comprender las grandes fluctuaciones.

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Puedes leer el documento de la conferencia en el sitio web de la conferencia.