Les microphones Perseverance révèlent deux vitesses de son sur Mars

En 1947, Chuck Yeager a piloté le X-1, un avion-fusée expérimental, au-dessus de Rogers Dry Lake dans le sud de la Californie et a franchi le mur du son pour la première fois. Pour réussir, il a dû faire voler son avion à des vitesses supérieures à 662 milles à l’heure, soit la vitesse du son à une altitude de 25 000 pieds. Au sol, où l’atmosphère est plus dense, le son se déplace plus rapidement, à environ 340 mètres par seconde ou environ 760 miles par heure.

Cette relation entre la composition atmosphérique et les ondes sonores itinérantes devient de plus en plus importante sur d’autres planètes avec des atmosphères radicalement différentes de celle de la Terre. Maintenant, pour la première fois, nous avons mesuré expérimentalement la vitesse du son sur Mars, et les résultats pourraient vous surprendre.

Une équipe de scientifiques a utilisé des instruments du rover Perseverance pour capturer et analyser les sons du vent martien, l’hélicoptère Ingenuity en vol, ainsi que des pompes et des lasers présents sur le rover lui-même. Les résultats ont été annoncés par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et publiés dans la revue Nature.

“Notre microphone se trouve au sommet d’un rover d’une tonne avec beaucoup d’instruments. Nous avons les pompes qui font circuler le fluide pour réchauffer le rover et nous avons aussi la SuperCam, qui est un instrument à base de laser qui vaporise la roche et crée un plasma qui génère une onde de choc », Baptiste Chide de l’équipe d’exploration spatiale et planétaire du Los Le laboratoire national d’Alamos a déclaré à SYFY WIRE.

En analysant les caractéristiques sonores d’une roche vaporisée, les scientifiques peuvent en apprendre davantage sur les propriétés de la roche. C’est le rôle central du microphone, mais les chercheurs ont tourné le microphone sur l’environnement martien plus large pour analyser la façon dont le son se propage.

L’atmosphère sur Mars est extrêmement mince par rapport à la Terre, à moins d’un pour cent de la pression terrestre. Il est également froid et composé à 95 % de dioxyde de carbone, qui ont tous deux des effets étranges sur la façon dont les ondes sonores se propagent.

« En raison de ces propriétés différentes, le son ne se comporte pas comme sur Terre. La vitesse du son sur Mars est de 240 mètres par seconde et étonnamment, nous avons mis en évidence deux vitesses de son différentes », a déclaré Chide.

Dans l’atmosphère martienne, la vitesse du son dépend de la fréquence des ondes sonores. Les sons à haute fréquence se déplacent à environ 10 mètres par seconde plus vite que les ondes à basse fréquence, en raison de l’atmosphère de dioxyde de carbone à basse pression. Essentiellement, si Chuck Yeager avait volé sur Mars, il aurait peut-être eu l’occasion de franchir le mur du son deux fois, dans l’ordre.

Si et quand les humains colonisent Mars, nous vivrons dans des environnements sous pression correspondant étroitement aux conditions atmosphériques sur Terre, de sorte que l’impact de l’atmosphère martienne sur Mars devrait être négligeable. Cependant, ces propriétés pourraient avoir des conséquences intéressantes pour toute vie intelligente qui apparaîtrait sur des planètes aux conditions atmosphériques différentes. La musique jouée à la surface de Mars commencerait à sonner déformée sur des distances relativement courtes, les parties haute fréquence de vos morceaux préférés atteignant vos oreilles avant les plus basses. De plus, il peut être difficile de tenir une conversation sans l’aide d’appareils de communication électroniques.

“Sur Mars, nous avons cette énorme atténuation avec la distance. Le dioxyde de carbone est composé de trois atomes et vibre de telle manière qu’il absorbe les sons à haute fréquence. Si nous avions une conversation séparée de 2 mètres, cela équivaudrait à 60 mètres sur Terre », a déclaré Chide.

L’étude met en évidence le potentiel de futurs relevés acoustiques d’autres corps du système solaire. Chide a spécifiquement appelé Titan, la lune de Saturne, qui a une atmosphère de densité comparable à celle de la Terre composée d’azote et de méthane, qui sont tous deux bons pour la conduction sonore. De plus, Titan a un cycle météorologique actif avec des rivières, des lacs et des précipitations composées d’éthane liquide et de méthane.

Les futures sondes vers Titan pourraient transporter des microphones pour capturer des paysages sonores extraterrestres, permettant aux humains du futur de s’endormir aux sons calmes de la pluie du Titanic sous un Saturnset qui tombe doucement. Nous devons admettre que cela sonne bien.

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