Descubren la velocidad del sonido en Marte

Un equipo de investigadores analizó las grabaciones de audio enviadas por el rover Perseverance para determinar la velocidad del sonido en Marte.

El rover Perseverance aterrizó con éxito en la superficie de Marte hace poco más de un año y, desde entonces, ha estado rodando, estudiando el paisaje con una gran cantidad de cámaras y sensores. Perseverance también ha sido equipado con dos micrófonos, lo que permitió que el rover emitiera los primeros sonidos que se escucharon desde un mundo distante; muchos de esos sonidos se pueden escuchar en la página del rover Perseverance de la NASA. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han estado analizando los sonidos enviados por Perseverance para averiguar si podrían revelar algo útil.

El rover Perseverance determinó la velocidad de propagación del sonido en la atmósfera marciana. Al mismo tiempo, los científicos descubrieron que los sonidos de alta frecuencia se propagan en Marte más rápido que los de baja frecuencia. Los detalles fueron publicados en la 53ª Conferencia de Ciencias Planetarias y Lunares.

El Perseverance está equipado con dos micrófonos. Uno de ellos es parte del instrumento SuperCam instalado en el mástil de dos metros del rover. El otro se usó para grabar sonidos durante el aterrizaje. Los dos micrófonos sobrevivieron al aterrizaje forzoso y registraron una serie de sonidos inusuales.

El micrófono del dispositivo SuperCam está diseñado principalmente para registrar las caídas de presión asociadas con la espectroscopia de emisión de láser. Durante este proceso surge una onda acústica cuando las rocas son ablacionadas con un láser infrarrojo.

"Es impresionante toda la ciencia que podemos obtener con un instrumento tan simple como un micrófono en Marte", dijo Baptiste Chide, investigador postdoctoral en ciencia planetaria en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y colaborador del micrófono SuperCam. "Creo que va a ser muy bueno escuchar sonidos de otro planeta". expuso Gruel otro de los investigadores del equipo.

Sin embargo, el micrófono también detecta el ruido ambiental generado por la turbulencia atmosférica, los vientos y los remolinos convectivos. Gracias al dispositivo, es posible medir la velocidad del sonido en a atmósfera marciana. 

El equipo pudo determinar el tiempo de propagación de una señal acústica de alta frecuencia creada por la ablación de las rocas desde el objetivo hasta el micrófono. Por lo general, una sesión de estudios espectrométricos consta de varias series de 30 a 150 disparos de láser en un fragmento de roca seleccionado. 

Gracias a la sincronización precisa entre el láser y el micrófono, es posible determinar el tiempo de propagación de la onda sonora con una precisión de ±10 microsegundos. Además, en general, la velocidad del sonido se puede establecer para cada disparo de láser con una precisión del medio por ciento.

Baptiste Chide del Laboratorio Nacional de Los Álamos y sus colegas presentaron los resultados de un experimento que mide la velocidad del sonido en Marte utilizando el instrumento SuperCam. En sus cálculos, los científicos tuvieron en cuenta la velocidad horizontal del viento, y que la atmósfera es rica en moléculas de dióxido de carbono. 

Chide dijo: "Los sonidos en Marte son ligeramente diferentes a los de la Tierra debido a la composición atmosférica y sus propiedades. Todos los sonidos tendrán un volumen más bajo debido a la baja presión. Además, los tonos de mayor frecuencia se verán fuertemente atenuados por las moléculas de dióxido de carbono. Con todo, sería como escuchar a través de una pared".

En total, se analizaron 5 horas de señales acústicas grabadas con la SuperCam. La velocidad del sonido determinada en Marte fue de unos 240 metros por segundo. Esto es menor que la velocidad del sonido en la atmósfera terrestre, que es de 340 metros por segundo.

Asimismo, se notó que en la atmósfera marciana, las señales acústicas con una frecuencia superior a 240 hercios se propagan a más de 10 m/s más rápido que las señales de baja frecuencia. Esto podría conducir a una «experiencia auditiva única» en Marte, con sonidos más agudos llegando antes al oyente que los más graves.

"Grabar sonidos audibles en Marte es una experiencia única", agregó Chide. "Con los micrófonos a bordo de Perseverance, agregaremos un quinto sentido a la exploración de Marte. Abrirá una nueva área de investigación científica tanto para la atmósfera como para la superficie".

Se supone que esto se debe a las diferencias en los modos de vibración de las moléculas de dióxido de carbono durante la absorción de diferentes ondas sonoras.

Como es de esperarse, los primeros astronautas no podrán experimentar esa experiencia auditiva única, ya que estarán usando trajes espaciales. Aun así, el fenómeno es interesante de investigar.

Referencia: 

NASA. 2022. Analysis of sounds captured by Perseverance rover reveals speed of sound on the Red Planet (Press Release)

 

 

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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