Cientistas descobrem que a velocidade do som é diferente em Marte

Cientistas descobrem que a velocidade do som é diferente em Marte

27 de março de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Cientistas conseguiram medir a velocidade do som em Marte usando dados do rover Perseverance, da Nasa, e descobriram que é muito diferente da conhecida na Terra. Segundo os pesquisadores, isso é importante para compreender como se dará a comunicação entre futuros exploradores do Planeta Vermelho.

De acordo com o estudo, se fosse possível falar na atmosfera de Marte, isso produziria um efeito estranho, já que o som mais agudo parece viajar mais rápido que as notas graves. Do ponto de vista científico, as descobertas, que foram anunciadas na 53ª Conferência de Ciência Lunar e Planetária pelo cientista Baptiste Chide, do Laboratório Nacional de Los Alamos, pertencente ao Departamento de Energia dos EUA, revelam flutuações de alta temperatura na superfície de Marte que merecem uma investigação mais aprofundada.

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Conforme ressalta o site ScienceAlert, a velocidade do som não é uma constante universal. Ela pode mudar, dependendo da densidade e da temperatura do meio por onde o som passa. Quanto mais denso o meio, mais rápido ele vai. É por isso que o som viaja cerca de 343 metros por segundo em nossa atmosfera a 20ºC, mas também a 1.480 metros por segundo na água e a 5.100 metros por segundo em aço.

A atmosfera de Marte é muito mais tênue que a da Terra, cerca de 0,020 kg/m3, em comparação com cerca de 1,2 kg/m3 da Terra. Isso, por si só, significa que o som se propagaria de forma diferente no planeta vizinho.

No entanto, a camada atmosférica logo acima da superfície, conhecida como Camada Limite Planetária, tem complicações adicionais: durante o dia, o aquecimento da superfície gera correntes ascendentes convectivas que criam forte turbulência.

Colônia em Marte: ilustração
Futuros exploradores de Marte vão estabelecer comunicação entre si, daí a importância de se compreender como o som se propaga naquele ambiente. Imagem: e71lena/Shutterstock

Instrumentos convencionais para testar gradientes térmicos de superfície são altamente precisos, mas podem sofrer vários efeitos de interferência. Felizmente, o Perseverance tem algo único: microfones que podem nos permitir ouvir os sons de Marte e um laser que pode desencadear um ruído perfeitamente cronometrado.

O microfone SuperCam foi incluído para registrar as flutuações de pressão acústica do instrumento de espectroscopia de ruptura induzida por laser do rover enquanto ele remove amostras de rocha e solo na superfície marciana.

Chide e sua equipe mediram o tempo entre o disparo do laser e o som atingindo o microfone SuperCam a 2,1 metros de altitude, para medir a velocidade do som na superfície. “A velocidade do som recuperada por esta técnica é calculada ao longo de todo o caminho de propagação acústica, que vai do solo até a altura do microfone”, dizem os pesquisadores no artigo apresentado na conferência. “Portanto, em qualquer comprimento de onda, é complicado pelas variações de temperatura e velocidade e direção do vento ao longo desse caminho”.

Variações diárias e sazonais afetam a velocidade do som em Marte

Os resultados da pesquisa confirmam as previsões feitas usando o que os cientistas já sabem sobre a atmosfera marciana, reiterando que os sons se propagam pela atmosfera perto da superfície a cerca de 240 metros por segundo.

No entanto, a peculiaridade da mudança da paisagem sonora de Marte é algo completamente inesperado. “Devido às propriedades únicas das moléculas de dióxido de carbono em baixa pressão, Marte é a única atmosfera no Sistema Solar que experimenta uma mudança na velocidade do som bem no meio da largura de banda audível (20 Hertz a 20.000 Hertz)”, diz o estudo.

Em frequências acima de 240 Hertz, os modos vibracionais ativados por colisão das moléculas de dióxido de carbono não têm tempo suficiente para relaxar ou retornar ao seu estado original. O resultado disso é que o som viaja mais de 10 metros por segundo mais rápido nas frequências mais altas do que nas baixas. Isso pode levar ao que os pesquisadores chamam de “experiência auditiva única” em Marte, com sons mais agudos chegando mais cedo ao ouvinte do que os mais graves.

Tendo em vista que qualquer astronauta humano viajando para Marte em breve precisará usar trajes espaciais pressurizados com equipamentos de comunicação ou viver em módulos de habitat pressurizados, é improvável que isso represente um problema imediato – mas pode ser um conceito divertido para escritores de ficção científica. 

Como a velocidade do som muda devido às flutuações de temperatura, a equipe também foi capaz de usar o microfone para medir grandes e rápidas mudanças de temperatura na superfície marciana que outros sensores não conseguiram detectar. Esses dados podem ajudar a preencher algumas das lacunas na camada limite planetária de Marte em rápida mudança.

A equipe planeja continuar usando os dados do microfone SuperCam para observar como as variações diárias e sazonais podem afetar a velocidade do som em Marte. Eles também planejam comparar as leituras de temperatura acústica com as leituras de outros instrumentos para tentar descobrir as grandes flutuações.