Para apoiar futuras missões a Marte, especialmente aquelas que envolvem humanos, é necessário compreender a física de uma série de fenómenos no Planeta Vermelho. Por exemplo, características de propagação sonora na atmosfera. Estudos mostraram que o som viaja em Marte em velocidades diferentes dependendo da hora do dia. O novo trabalho permite prever a velocidade do som a qualquer momento em qualquer lugar de Marte.
Panorama de imagens do rover Curiosity da NASA. Fonte da imagem: ASA/JPL-Caltech
O rover Perseverance da NASA carrega vários microfones. Eles são necessários para estudar as propriedades dos materiais em Marte, mas também fornecem informações sobre o som de fundo do planeta. Por exemplo, o rover gravou os sons de um redemoinho. Ao decifrar as gravações, os cientistas descobriram que ondas sonoras com frequência abaixo de 240 Hz se propagam na atmosfera de Marte cerca de 10 m/s mais lentamente do que sons de frequências mais altas. Isto é devido ao dióxido de carbono, cujo conteúdo no ar de Marte é de 95% – absorve parcialmente a energia das ondas sonoras em baixas frequências e retarda sua propagação.
Um grupo de cientistas dos EUA e da França comprometeu-se a estudar detalhadamente a propagação do som na atmosfera de Marte nos primeiros 20 m do nível da superfície. Com base em dados obtidos anteriormente sobre as condições de Marte (temperatura, pressão e concentração de dióxido de carbono), foi compilado um modelo de mudanças na velocidade do som em função desses valores. Em Marte, são comuns saltos de temperatura durante o dia de até 60°C e alterações na concentração de dióxido de carbono de até 30% do volume. Tudo isso, em graus variados, mas fortes, altera a velocidade de propagação do som no ar do Planeta Vermelho.
Os cálculos levaram a várias conclusões interessantes, que foram publicadas na revista JGR: Planets. Primeiro, a poeira não parece afetar a propagação do som como acontece na Terra. A mudança na velocidade do som junto com a mudança na temperatura (cerca de 0,5 m/s para cada 1 °C) também é semelhante à dinâmica observada na Terra.
O que a Terra não tem são concentrações extremamente altas de dióxido de carbono, e é isso que torna Marte diferente. No entanto, a maior diferença em relação à Terra são as enormes flutuações diárias de temperatura. Neste contexto, a concentração de dióxido de carbono já não é um factor tão decisivo. Durante as horas mais quentes em Marte, a taxa de atenuação sonora na atmosfera é três vezes maior do que durante as horas mais frias. Todos juntos, os cientistas criaram o modelo mais preciso até à data para prever a velocidade do som em Marte a qualquer hora do dia, em qualquer altura do ano e em qualquer lugar do planeta.
Por fim, o modelo proposto permitirá interpretar os sons gravados pelos microfones dos rovers de Marte, pois estes irão, na verdade, gravar uma imagem distorcida que deverá ser corrigida para uma avaliação correta.