Perseveranza: il suono ha due velocità diverse su Marte, rileva il rover della NASA | Scienze e tecnologia

Il 18 febbraio 2021, Agenzia della NASA perseveranza rover Mettiti su Marte. Una settimana dopo, i terrestri, per la prima volta, poterono sentire i suoni di Marte, In quell’occasione il vento. Ora, dopo un anno e quasi cinque ore di registrazioni, uno studio pubblicato di recente ha rivelato tutti i segreti su come suona il Pianeta Rosso. Lì, le onde sonore viaggiano più lentamente e svaniscono più lentamente. Non c’è una velocità del suono, ma due: le frequenze più alte e quelle più basse viaggiano a velocità diverse. Questi dati aiutano gli scienziati a comprendere meglio l’atmosfera marziana, che sarà la conoscenza chiave quando gli esseri umani vi arriveranno.

perseveranza È la missione più ambiziosa mai inviata su Marte. La macchina stessa è una meraviglia della tecnologia. L’obiettivo principale del rover è quello di prelevare campioni, quindi imballarli e lasciarli alle spalle come punti di riferimento nel suo percorso attraverso il cratere Jezero. Sta andando al suo ritmo, e quest’anno è successo Percorse a malapena tre chilometri Ha raccolto sette campioni da più di 40 campioni che avrebbe dovuto raccogliere.

Entro un decennio, si stima che questi materiali torneranno sulla Terra, completando così il compito: cercare segni di vita che sarebbero stati sul Pianeta Rosso 3,5 miliardi di anni fa. Tra i suoi sette strumenti ci sono due microfoni. È tutt’altro che semplice, ma è del tipo che chiunque può acquistare nel negozio. Uno è integrato nel sistema di telecamere dell’EDL e registra il rumore prodotto dalle sei ruote mentre vanno. L’altro accompagna lo strumento SuperCam, che è installato su un albero perseveranza Registra il rumore ambientale ogni pochi minuti. Ma qualcuno dell’Università di Malaga (UMA) nel sud della Spagna ha un’idea a cui nessun altro ha pensato: il rover potrebbe registrare il suono di un laser mentre si schianta contro le rocce marziane.

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Un team guidato dal professore dell’UMA Javier La Serna ha dotato una missione della NASA di un sistema di spettroscopia per analizzare il segnale luminoso emesso da un laser. Il raggio si interrompe per alcuni secondi, durante i quali viene emessa una luce. Lo spettro di questa luce può essere analizzato per vedere cosa sono le rocce, ma fa anche rumore. Come sottolinea Cesar Alvarez, del team Laserna, “Il microfono della SuperCam è sincronizzato con il laser e in quei secondi puoi sentire un suono mentre sollevi le rocce”. Il suo collega, Javier Amoros, anche lui dell’UMA e coautore dello studio, afferma: “Se conosci la distanza della roccia, puoi misurare la velocità del suono”.

I risultati di quest’anno dalla registrazione dei voti sono stati pubblicati in Rivista di scienza natura. Anche se questo non è del tutto nuovo per gli esperti di acustica, poiché è già stato fatto con i modelli sulla Terra, il risultato più sorprendente è che la velocità del suono varia con la frequenza.

Marte è molto calmo e prima dei rover c’era solo il rumore del vento

José Antonio Rodriguez, del Centro di Astrobiologia in Spagna

Secondo i modelli, data la pressione atmosferica – che sui piani di Marte è circa 100 volte inferiore a quella terrestre al livello del mare – e le proprietà fisiche dell’ambiente – nell’atmosfera marziana prevale l’anidride carbonica – si stima che le onde sonore viaggerebbe a una velocità di circa 240 metri al secondo, rispetto ai 342 metri della Terra. La modellazione non era troppo lontana.

La velocità del suono durante il giorno varia da 240 m/s a 257 m/s. Le differenze corrispondono alla frequenza: la più alta, sopra i 2 kHz, viaggia fino a 257 m/s. Nel frattempo, le frequenze più basse, quelle intorno agli 84 Hz, si muovono più lentamente, a circa 240 m/s. Sebbene ipotetico, una conversazione tra due persone a soli cinque metri di distanza provocherebbe semplicemente una cacofonia incomprensibile.

Per gli autori dello studio, attenuazione diversa In relazione alla Terra è la proprietà del suono più sorprendente su Marte. La bassa densità dell’atmosfera del pianeta rende l’attenuazione molto maggiore di quella sulla superficie terrestre. Poiché la forza del segnale originale si perde mentre viaggia attraverso un mezzo, la fisica di questo processo è relativamente semplice: quando un’onda sonora si muove nell’aria, le particelle entrano in collisione tra loro, oscillano e generano calore. Parte dell’energia sonora viene dissipata nel mezzo. La magia di questo processo è spiegata dal fisico Manuel de la Torre, un ricercatore del Jet Propulsion Laboratory della NASA, che è dietro il perseveranza Missione. “Ho pensato che fosse interessante come il microfono raccolga il ritmo della dissipazione dell’energia dall’atmosfera per riscaldarla in un’atmosfera molto sottile ricca di anidride carbonica. Puoi persino sentire la scala mentre il movimento raggiunge le dimensioni dello spazio tra le molecole È un sistema dinamico difficile da misurare sulla Terra.

Ma il suono di Marte non è molto interessante di per sé. Le registrazioni del vento, della ruota e del laser agiscono come uno specchio del mezzo: l’atmosfera di Marte. Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), uno dei perseveranzaStrumenti, è responsabile dello studio di questo. MEDA è una stazione meteorologica avanzata, e il suo ricercatore principale è José Antonio Rodríguez, del Centro di Astrobiologia (CAB), parte dell’Istituto Nazionale Spagnolo per la Tecnologia Spaziale. “Marte è molto silenzioso e prima dei rover c’era solo il rumore del vento”, spiega Rodriguez. Durante il giorno si produce turbolenza convettiva nello strato più vicino alla superficie, caratterizzato dal movimento verticale dell’aria causato dalla luce solare e da un gradiente di temperatura instabile. “Le registrazioni ci consentono di studiare le differenze all’interno di queste tempeste. Stiamo facendo lo studio della turbolenza con MEDA, con dati su temperatura e pressione… ma il suono lo ha permesso a un livello micro”, aggiunge lo scienziato spagnolo.

Rispetto ai milioni di stazioni meteorologiche sulla Terra, su Marte, ce ne sono solo tre – sono tutti spagnoli. Oltre agli altri dati che raccolgono, ora possiamo aggiungere l’audio registrato da perseveranza. Come spiega Rodríguez, “Queste stazioni e dati microfonici ci consentono di migliorare i modelli e comprendere meglio le dinamiche atmosferiche per progettare missioni future”.

Giustina Rizzo

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