O rover Perseverance permitiu aos cientistas estabelecer que a velocidade do som no Planeta Vermelho é menor do que na Terra, e as características da propagação das ondas acústicas podem levar a consequências inesperadas ao estabelecer a comunicação.
Fonte da imagem: nasa.gov
As ondas sonoras viajam pela atmosfera marciana mais lentamente do que a da Terra, e isso é previsível, pois sua velocidade depende da densidade do meio em que se propagam, bem como de sua temperatura. Assim, a 20°C, a velocidade do som na atmosfera terrestre é de 343 m/s, e em águas muito mais densas esse número sobe para 1480 m/s. A atmosfera de Marte é mais rara e mais fina que a da Terra, e a velocidade do som nela é de 240 m/s.
O rover Perseverance, que pousou em Marte em fevereiro de 2021, ajudou os cientistas a descobrir (PDF) outra característica inesperada da propagação do som no Planeta Vermelho. Cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos no Departamento de Energia dos EUA, usando um microfone no instrumento SuperCam do rover Perseverance, descobriram que sons altos viajam mais rápido do que sons baixos no planeta – um efeito semelhante não foi observado em nenhum outro lugar.
Os cientistas atribuem esse efeito a flutuações térmicas na atmosfera marciana a uma altura de até 10 km, que durante o dia é aquecida por pedras na superfície do planeta, formando áreas turbulentas. Isso muda o comportamento das moléculas de dióxido de carbono, que são 96% da atmosfera de Marte, e a velocidade do som começa a mudar dentro da faixa audível (de 20 a 20.000 Hz).
Em frequências acima de 240 Hz, as vibrações induzidas por colisões de moléculas de dióxido de carbono decaem mais lentamente e leva mais tempo para retornar ao seu estado original. Como resultado, as ondas sonoras de alta frequência se propagam mais de 10 m/s mais rápido do que as de baixa frequência. Isso significa que um sujeito de teste hipotético na superfície de Marte ouvirá música de uma fonte bastante distante de uma maneira diferente: primeiro notas altas e depois baixas.
Os autores da descoberta vão continuar a pesquisa usando um microfone na SuperCam. Eles querem determinar o grau em que a hora do dia ou as estações afetam a velocidade do som e também tentam medi-la sob condições de grandes flutuações térmicas.