Tutti i suoni viaggiano più lentamente nell’aria di Marte rispetto a quella terrestre. Ma i suoni più acuti di un laser che spara rocce viaggiano leggermente più veloci nella sottile atmosfera marziana rispetto al ronzio più basso dell’elicottero Ingenuity.
Queste misurazioni della velocità del suono dal rover Perseverance della NASA fanno parte di uno sforzo più ampio per monitorare i cambiamenti minuto per minuto della pressione atmosferica e della temperatura, come durante le raffiche di vento, sul Pianeta Rosso.
Su Marte, la velocità del suono dipende dal suo tono
“Il vento è il suono della scienza per noi”, ha affermato l’astrofisico Baptiste Chide del Los Alamos National Laboratory nel New Mexico.
Per ascoltare il vento, Perseverance porta due microfoni. Uno doveva registrare l’audio durante il complesso ingresso, discesa e atterraggio della missione e, sebbene non funzionasse come sperato, ora è stato acceso occasionalmente per ascoltare i parametri vitali del rover ( SN: 22/2/21; SN: 2 /17/21 ). L’altro microfono fa parte dello strumento SuperCam del rover, un miscuglio di telecamere e altri sensori montati sull’albero, utilizzati per comprendere le proprietà dei materiali sulla superficie del pianeta.
Ma questi microfoni raccolgono anche altri suoni, come quelli emessi dal rover stesso mentre le sue ruote scricchiolano sulla superficie, e dal compagno di volo di Perseverance, l’elicottero robotico Ingenuity. Lo strumento SuperCam, ad esempio, ha un laser, che Perseverance spara su rocce interessanti per ulteriori analisi ( SN: 7/28/20 ). Il microfono di SuperCam cattura i suoni da quei colpi laser, il che aiuta i ricercatori a conoscere la durezza del materiale bersaglio, ha affermato la scienziata planetaria Naomi Murdoch dell’Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace a Tolosa, in Francia.
Murdoch, Chide e i loro colleghi hanno ascoltato il clack-clack del laser durante lo scoppio delle rocce. Quando il laser colpisce un bersaglio, quell’esplosione crea un’onda sonora. Poiché gli scienziati sanno quando si accende il laser e quanto è lontano un bersaglio, possono misurare la velocità con cui quell’onda sonora viaggia nell’aria verso il microfono SuperCam.
Zampe laser
Questa registrazione da un microfono a bordo del rover Perseverance della NASA su Marte cattura il suono schioccante delle rocce laser del robot.
La velocità di questo suono è di circa 250 metri al secondo, riferisce il team. È più lento che sulla Terra, dove il suono viaggia nell’aria a circa 340 m/s.
La velocità inferiore non è sorprendente. Quello che sentiamo come suono sono in realtà onde di pressione che viaggiano attraverso un mezzo come l’aria, e la velocità di queste onde dipende dalla densità e dalla composizione del mezzo. L’atmosfera del nostro pianeta è 160 volte più densa dell’atmosfera marziana e l’aria terrestre è composta principalmente da azoto e ossigeno, mentre l’aria marziana è prevalentemente anidride carbonica. Quindi il suono su Marte viaggia più lentamente in quell’aria diversa.
Il team ha anche utilizzato il microfono SuperCam per ascoltare il vortice di tonalità più bassa delle pale dell’elicottero di Ingenuity. Da questo suono più basso, i ricercatori hanno appreso che esiste una seconda velocità del suono sulla superficie marziana a frequenze inferiori a 240 hertz, o leggermente più profonde del Do centrale su un pianoforte: 240 m/s.
Ronzio dell’elicottero
Questa registrazione dallo stesso microfono cattura le raffiche di vento e il ronzio distante delle pale dell’elicottero Ingenuity, mentre l’elicottero atterra a circa 80 metri dal rover.
Al contrario, sulla superficie terrestre, il suono si muove nell’aria a una sola velocità, indipendentemente dal tono. Le due velocità su Marte, dicono i ricercatori, sono dovute alla sua atmosfera ricca di anidride carbonica. Le molecole di anidride carbonica si comportano in modo diverso l’una con l’altra quando onde sonore con frequenze superiori a 240 hertz si muovono nell’aria rispetto a quelle inferiori a 240 hertz, influenzando la velocità delle onde.
Il microfono SuperCam cattura migliaia di frammenti di suoni al secondo. Quei suoni sono influenzati dalla pressione dell’aria, quindi i ricercatori possono utilizzare quei dati acustici per tracciare i cambiamenti dettagliati della pressione dell’aria su brevi scale temporali e, così facendo, saperne di più sul clima marziano. Mentre altri rover su Marte hanno avuto sensori di vento, temperatura e pressione, quelli potrebbero rilevare i cambiamenti solo per periodi più lunghi.
“Ascoltare i suoni su un altro pianeta è un modo che permette a tutti noi di posizionarci come se fossimo lì”, ha affermato Melissa Trainer, scienziata planetaria presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Md., che non faceva parte di questo lavoro.
Il team si sta concentrando sulla prossima raccolta di dati acustici in diversi momenti della giornata e in diverse stagioni su Marte.
“La pressione cambia molto su Marte durante tutto l’anno con le stagioni”, ha detto Trainer. “Sono davvero entusiasta di vedere come i dati potrebbero cambiare man mano che vengono raccolti durante le stagioni successive”.
Fonte: Nature
