Марсоход Perseverance оборудован несколькими микрофонами, позволяющими изучать свойства материалов Марса. Эти приборы зафиксировали многочисленные звуки, среди которых – зловещее шипение марсианских пыльных вихрей.
Записи свидетельствуют о необычном поведении звука на Марсе. Например, шумы ниже 240 герц, примерно средней ноты фортепиано, распространяются на 10 метров медленнее, чем более высокие звуки. Это обусловлено тем, что углекислый газ, составляющий 95% марсианской атмосферы, поглощает часть энергии низкочастотных звуков.
Необычные свойства звука могут затруднить связь в будущих миссиях на Марс, особенно с экипажем. Группа учёных из французских и американских институтов изучает скорость звука и его затухание в первых 20 метрах марсианской атмосферы.
Сначала команда изучила данные о характеристиках Красной планеты, например, атмосферном давлении, температуре и химическом составе, из базы данных климата Марса. Изменение этих параметров может повлиять на распространение звуковых волн, что важно при прогнозировании свойств звука.
Исследователи определили скорость распространения и затухание звука в разные моменты времени и на разных участках поверхности Марса.
Исследования выявили ряд любопытных особенностей. Во-первых, пыль, подобно Земле, не оказывает влияния на распространение звука. Изменение скорости звука в зависимости от температуры (около 0,5 м/с на градус Цельсия) также сходно с земным.
Скорость и затухание звука на Марсе во многом определяются уровнем углекислого газа в атмосфере. В отличие от Земли, здесь скорость звука приблизительно на 240 герц резко возрастает, но этот эффект менее заметен при более низких температурах.
Главное отличие Марса от Земли — огромные суточные колебания температуры и, в меньшей степени, концентрации углекислого газа. Так, у марсохода Perseverance температура колеблется примерно на 50 градусов Цельсия за день. Это влияет на скорость звука, которая может достигать 30 м/с, а его затухание ускоряется в три раза в жаркие часы по сравнению с более холодными. Сезонные изменения температуры и концентрации CO2 также влияют на скорость и затухание звука, особенно в полярных районах.
Новая модель дает учёным возможность предсказывать скорость звука и его затухание в любой точке поверхности Марса, независимо от времени года и суток. Это поможет глубже понять звучание различных объектов на Красной планете, так как мы воспринимаем их «после распространения звука через атмосферу».
Модель также предоставляет представление о восприятии звука будущими поселенцами Марса: утренние звуки на горных вершинах будут похожи на земные, а в дневное время на равнинах высокие частоты могут доходить до уха раньше низких, а отдаленные шумы могут быть вообще не слышны.