Bu çizim, Mars yüzeyinde çalışan NASA’nın Perseverance gezicisini göstermektedir. Kredi bilgileri: NASA
Gezici tarafından yapılan kayıtlara dayanan yeni bir çalışma, ses hızının Kızıl Gezegen’de Dünya’dan daha yavaş olduğunu ve çoğunlukla derin bir sessizliğin hüküm sürdüğünü buluyor.
gelen sesleri yakından dinleyin[{” attribute=””>Mars, recorded by NASA’s Perseverance: the rover’s mechanical whine and click in a light Martian wind; the whir of rotors on Ingenuity, the Mars helicopter; the crackling strike of a rock-zapping laser.
An international team of scientists has done just that, performing the first analysis of acoustics on the Red Planet. Their new study reveals how fast sound travels through the extremely thin, mostly carbon dioxide atmosphere, how Mars might sound to human ears, and how scientists can use audio recordings to probe subtle air-pressure changes on another world – and to gauge the health of the rover.
NASA’nın Perseverance gezgini tarafından Mars’ta çekilen bu videodaki sesler topluluğu, kaya analizi için bir toz giderme aracı, Ingenuity Mars helikopteri ve bir lazerin kayalar üzerindeki etkisini içerir. Görevin ilk 216 Mars günü boyunca çoğunlukla gezicinin SuperCam mikrofonu tarafından yakalanan bu seslerden bazılarının yeni bir çalışması, Dünya’dan daha yavaş seyahat etmek de dahil olmak üzere Mars’ta sesin nasıl farklı olduğunu ortaya koyuyor. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Fransa’daki Toulouse Üniversitesi’nden astrofizikçi ve çalışmanın baş yazarı Sylvestre Maurice, “Bu, Mars’ta daha önce hiç kullanmadığımız yeni bir araştırma anlayışı” dedi. “Atmosferi bir ses kaynağı ve yayılma ortamı olarak kullanan birçok keşfin gelmesini bekliyorum.”
Dergide 1 Nisan 2022’de yayınlanan çalışmada yer alan seslerin çoğu Doğa, gezici direğinin başına monte edilmiş Perseverance’ın SuperCam’indeki mikrofon kullanılarak kaydedildi. Çalışma ayrıca gezicinin kasasına monte edilmiş başka bir mikrofon tarafından kaydedilen seslere de atıfta bulunuyor. Bu ikinci mikrofon, kısa süre önce, gezicinin incelemek için kazıdığı kayalardan talaşları üfleyen Gazlı Toz Giderme Aracının veya gDRT’nin nefeslerini ve pinglerini kaydetti.
NASA’nın Perseverance Mars gezgininin bu çizimi, iki mikrofonunun yerini gösteriyor. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Kayıtların sonucu: Ses hızının Dünya’dakinden daha yavaş olduğu ve perdeye (veya frekansa) göre değiştiği Mars atmosferinin tuhaf özelliklerine dair yeni bir anlayış. Dünya’da, sesler tipik olarak 767 mil (saniyede 343 metre) hızla hareket eder. Ancak Mars’ta, düşük perdeli sesler yaklaşık 537 mil (saniyede 240 metre) hızla hareket ederken, daha yüksek perdeli sesler 559 mil (saniyede 250 metre) hızla hareket eder.
Kızıl Gezegendeki değişken ses hızları, ince, soğuk, karbondioksit atmosferinin bir etkisidir. Görevden önce bilim adamları, Mars’ın atmosferinin ses hızını etkileyeceğini umuyordu, ancak bu kayıtlar yapılana kadar fenomen hiç gözlemlenmemişti. Bu ince atmosferin bir başka etkisi: Sesler sadece kısa bir mesafe taşır ve daha yüksek perdeli tonlar neredeyse hiç iletmez. Dünya’da ses yaklaşık 213 fit (65 metre) sonra düşebilir; Mars’ta sadece 26 fitte (8 metre) sendeler ve bu mesafede yüksek perdeli sesler tamamen kaybolur.
SuperCam’in mikrofonundan alınan kayıtlar, Mars atmosferinde enerjisi küçük ölçeklerde değişirken türbülansın ürettiği daha önce gözlemlenmemiş basınç değişimlerini de ortaya koyuyor. Mars rüzgar esintileri de ilk kez çok kısa zaman dilimlerinde ölçüldü.
Maurice, ses kayıtlarının en çarpıcı özelliklerinden birinin, Mars’ta hüküm süren sessizlik olduğunu söyledi. “Bir noktada mikrofonun bozulduğunu düşündük, çok sessizdi” diye ekledi.
Bu da Mars’ın bu kadar ince bir atmosfere sahip olmasının bir sonucudur.
New Mexico’daki Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’ndan Baptiste Chide, aynı zamanda çalışmanın ortak yazarlarından biri, “Mars, düşük atmosferik basınç nedeniyle çok sessiz” dedi. “Fakat Mars’taki mevsimlerle birlikte baskı değişiyor.”
Bu, Mars’ın önümüzdeki sonbahar aylarında daha gürültülü olabileceği ve diğer dünyaya ait havası ve havası hakkında daha da fazla bilgi sağlayabileceği anlamına geliyor.
Chide, “Yüksek basınçlı bir sezona giriyoruz” dedi. “Belki de Mars’taki akustik ortam, indiğimizde olduğundan daha az sessiz olacaktır.”
Görevin Sesleri
Akustik ekip ayrıca SuperCam mikrofonunun, gezicinin yol arkadaşı ve hava keşif aracı olan Mars helikopteri Ingenuity’nin dönen çift rotorlarından ne aldığını da inceledi. Maurice, saniyede 2500 devirde dönen rotorlar, “84 hertz’de ayırt edici, düşük perdeli bir ses” üretiyor, dedi ve her iki rotor için de standart akustik titreşim ölçümü ve dönme hızına atıfta bulundu.
Öte yandan, SuperCam’in, bileşimlerini incelemek için uzaktan kaya parçalarını buharlaştıran lazeri bir hedefe çarptığında, 2 kilohertz’in üzerinde yüksek perdeli bir gürültü yaratan kıvılcımlar çıkarır.
Gezicinin mikrofonları tarafından kaydedilen sesleri incelemek, yalnızca Mars atmosferinin ayrıntılarını ortaya çıkarmakla kalmaz, aynı zamanda bilim adamlarının ve mühendislerin, tıpkı bir araba kullanırken rahatsız edici bir sesin fark edilebileceği gibi, gezicinin birçok sisteminin sağlığını ve işleyişini değerlendirmelerine yardımcı olur.
Bu arada, çalışmadaki ana araç olan SuperCam’in mikrofonu beklentileri aşmaya devam ediyor.
“Mikrofon artık günde birkaç kez kullanılıyor ve son derece iyi bir performans sergiliyor; Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace’de (ISAE-SUPAERO) profesör ve ekibin lideri David Mimoun, genel performansı modellediğimiz ve hatta Dünya’daki Mars benzeri bir ortamda test ettiğimizden daha iyi” diyor. mikrofon deneyini geliştirdi. “Mars helikopterinin uğultusunu uzun mesafeden bile kaydedebiliriz.”
Referans: S. Maurice, B. Chide, N. Murdoch, RD Lorenz, D. Mimoun, RC Wiens, A. Stott, X. Jacob, T. Bertrand, F. Montmessin, NL Lanza, C. Alvarez-Llamas, SM Angel, M. Aung, J. Balaram, O. Beyssac, A. Cousin, G. Delory, O. Forni, T. Fouchet, O. Gasnault, H. Grip, M. Hecht , J. Hoffman, J. Laserna, J. Lasue, J. Maki, J. McClean, P.-Y. Meslin, S. Le Mouélic, A. Munguira, CE Newman, JA Rodríguez Manfredi, J. Moros, A. Ollila, P. Pilleri, S. Schröder, M. de la Torre Juárez, T. Tzanetos, KM Stack, K. Farley, K. Williford ve SuperCam ekibi, 1 Nisan 2022, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-022-04679-0
Misyon Hakkında Daha Fazla Bilgi
Perseverance’ın Mars’taki misyonunun temel hedeflerinden biri, eski mikrobiyal yaşam belirtilerinin araştırılması da dahil olmak üzere astrobiyolojidir. Gezici, gezegenin jeolojisini ve geçmiş iklimini karakterize edecek, Kızıl Gezegenin insan keşfinin yolunu açacak ve Mars kaya ve regolitini (kırık kaya ve toz) toplayıp önbelleğe alan ilk görev olacak.
Sonraki NASA misyonları, ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ile işbirliği içinde, bu mühürlü örnekleri yüzeyden toplamak ve derinlemesine analiz için Dünya’ya geri göndermek için Mars’a uzay aracı gönderecekti.
Mars 2020 Azim görevi, NASA’nın Kızıl Gezegenin insan keşfine hazırlanmaya yardımcı olacak Artemis’in Ay görevlerini içeren Ay’dan Mars’a keşif yaklaşımının bir parçasıdır.
Pasadena, California’da Caltech tarafından NASA için yönetilen Jet Propulsion Laboratory, Perseverance gezicisinin operasyonlarını inşa etti ve yönetiyor.