毅力号火星车的记录告诉我们关于火星上的声音

毅力号火星车在 2021 年抵达红色星球后不久就记录了火星表面的声音,引起了世界的想象。它记录了火星风的声音,以及它自己发出的声音,它甚至设法捕捉到了Ingenuity 直升机在运行中的声音。现在,科学家们分析了这些录音,以了解声音是如何在火星上传播的,并发现那里的声音速度不是恒定的——它取决于声音的音高。

在火星上录制声音的挑战之一是,由于那里的大气非常稀薄,科学家们不确定是否有可能录制声音。大气主要由二氧化碳组成,二氧化碳也倾向于吸收声波。因此,Perseverance 上的麦克风能够在 80 米的距离内记录 Ingenuity,这一事实既令人惊喜又令人欣喜。

但这意味着可用的录音往往是安静的。 “由于大气压低,火星非常安静,”新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室研究的合著者巴蒂斯特·奇德在一份声明中说。 “但压力会随着火星上的季节而变化。”这意味着我们可以期待将来录制的声音会发生变化。 “我们正在进入一个高压季节,”奇德说。 “也许火星上的声学环境会不像我们着陆时那么安静。”

这项研究最奇怪的发现是火星上的声速是可变的。在地球上,声速为 767 英里/小时。但是在火星上,声音的传播速度取决于它的音高:低音的传播速度约为 537 英里/小时,而高音的传播速度要快得多,为 559 英里/小时。这似乎是由于稀薄、寒冷的大气的极端性质。

录音是使用 Perseverance 的两个麦克风进行的:一个在其 SuperCam 仪器上,用于听到激光撞击其岩石目标以进行光谱分析时发出的声音,第二个用于记录来自气体除尘工具的气流声音。清除岩石表面的碎屑。 SuperCam 麦克风是用于科学工作的主要麦克风。

毅力号火星车的记录告诉我们关于火星上的声音
NASA/JPL-加州理工学院

“麦克风现在每天使用几次,性能非常好;它的整体性能比我们在地球上类似火星的环境中建模甚至测试的性能要好。”开发了麦克风实验。 “我们甚至可以远距离记录火星直升机的嗡嗡声。”

在火星上研究声音的可行性开辟了新的研究途径。法国图卢兹大学的天体物理学家、该研究的主要作者西尔维斯特·莫里斯说:“这是我们以前从未在火星上使用过的一种新的调查方式。” “我预计会有很多发现,利用大气作为声音的来源和传播的媒介。”


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