Znanstveniki iz Združenih držav razvijajo nove modele širjenja zvoka na Marsu, s katerimi želijo izboljšati razumevanje tamkajšnjih atmosferskih razmer in vplivov terena na merilne instrumente misij NASA. Akustični podatki, ki jih zbirajo roverji in helikopterji, so namreč ključni označevalci pri spremljanju dinamike marsovske atmosfere in gibanja robotov po površju.
Raziskava, ki sta jo predstavila profesor strojništva in vesoljskega inženirstva Charlie Zheng z državne univerze Utah ter njegov doktorski študent Hayden Baird, je bila predstavljena na skupnem srečanju Ameriškega in Japonskega akustičnega društva v Honoluluju.
Zvok na Marsu potuje drugače kot na Zemlji, kar vpliva na kakovost podatkov, ki jih pridobijo roverji. Akustični signali lahko razkrijejo turbulence v atmosferi, temperaturne spremembe, mehanske lastnosti površja in tudi tehnično stanje roverjev.
Zheng je ob predstavitvi poudaril, da je takšna analiza ključna za razumevanje okolij, ki jih ni mogoče neposredno meriti: „Pričakujemo, da bo študija omogočila globlji vpogled v vplive vremena in terena na širjenje zvoka v okoljih, ki jih ni enostavno izmeriti. Marsovsko okolje je očitno eno izmed njih.“
Raziskovalci pri delu uporabljajo atmosferske in terenske podatke NASA, ki vključujejo meritve z ločljivostjo do enega metra. Poleg tega imajo dostop do obsežnih podatkov o sestavi atmosfere rdečega planeta ter seizmičnih analiz, ki kažejo, kako porozna so tla. To so ključni dejavniki, ki vplivajo na to, kako hitro in kako daleč se lahko zvok širi. „Nastavitev simulacijskega modela se močno opira na prejšnje rezultate iz več znanstvenih disciplin,“ je povedal Baird.
Krater Jezero kot naravni laboratorij
Model so preizkusili na območju kraterja Jezero, kjer sta od leta 2021 delovala rover Perseverance in helikopter Ingenuity. Kompleksen teren kraterja predstavlja idealno preizkuševališče za simulacije širjenja zvoka: hribovja, sedimentne plasti, kamniti robovi in odprta ravnina vplivajo na to, kako se zvok odbija in razpršuje. Raziskovalci so simulirali širjenje zvoka iz premičnih in stacionarnih virov, da bi ugotovili, kako se signali obnašajo v različnih pogojih.
Analiza razkriva, da se lahko marsovski zvok oblikuje drugače kot zemeljski zaradi nižjega zračnega tlaka, drugačne sestave atmosfere in večje poroznosti tal. Rezultati modela raziskovalcem omogočajo primerjavo marsovskih razmer z razmerami na drugih planetih ali lunah, kjer bi bile podobne misije morda izvedljive.
Raziskovalna ekipa želi s tem modelom dolgoročno prepoznati akustične vzorce, ki bi lahko opozorili na določene atmosferske pojave – denimo nenadne spremembe vetra ali lokalne vrtince prahu. Model bi lahko postal orodje za načrtovanje novih merilnih metod in razvoj senzorjev za prihodnje robotske in človeške misije.
Zheng je ob predstavitvi poudaril širši pomen raziskave: „Ta študija je začetek poglobljenega raziskovanja številnih potencialnih področij planetarnih raziskav.“
[Foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS]
