Videnskab
 Science >> Videnskab & Opdagelser >  >> Fysik

Hvordan din stemme ville lyde på Mars:Indsigt fra NASAs Perseverance Rover

Cobalt88/Getty Images

NASA har længe studeret Mars som et af de få steder i vores solsystem, hvor forholdene engang kunne have understøttet liv. Alligevel betyder planetens barske miljø, at blot at ankomme der ikke ville garantere sikkerheden.

I modsætning til Jorden har Mars en meget tynd, kuldioxid-rig atmosfære og et landskab præget af støvstorme, polare iskapper og uddøde vulkaner. Selv planetens "sne" adskiller sig fra Jordens og falder som fine kuldioxidkrystaller i stedet for vanddråber.

Uden en trykdragt ville et menneske stå over for et væld af farer:Temperaturer, der kan dykke ned til -225°F, hyppige støvdjævle, der kan hvirvle fint grus i månedsvis, kun en tredjedel af Jordens tyngdekraft og en atmosfære, der indeholder omkring en-ti-tusindedel af Jordens ilt. Disse faktorer kombineres for at gøre overfladeoverlevelse umulig uden ordentligt livsunderstøttende udstyr.

I betragtning af disse begrænsninger bliver hverdagsopgaver såsom at tale stort set teoretiske. Alligevel er det fascinerende at overveje, hvordan vores stemme ville blive ændret på en verden så fremmed. Svaret ligger i fysikken i lydudbredelsen i Mars atmosfære.

Vores stemme ville være mere stille på Mars

Dima Zel/Shutterstock

NASAs Perseverance-rover, der blev lanceret i 2020, bærer to mikrofoner, der for første gang har fanget lydbilledet af Mars-overfladen. Ved at lytte til disse optagelser kan videnskabsmænd udlede, hvordan menneskelig tale ville blive transmitteret i det miljø.

Fordi Mars atmosfære er omkring 100 gange mindre tæt end Jordens, rejser lydbølger med langt mindre momentum. Som et resultat vil enhver vokalisering være mærkbart blødere og mere dæmpet end på Jorden, hvor luft let transmitterer trykvariationer.

En undersøgelse fra 2021 offentliggjort i Nature analyserede roverens lydoptagelser ved at bruge en laserpuls, der rammer nærliggende sten for at producere en skarp "zap"-lyd. Analysen bekræftede, at lyd henfalder hurtigt på Mars, og at forskellige frekvenser forplanter sig ved forskellige hastigheder:høje toner bevæger sig med ca. 250 m/s (559 mph), mens toner med lav tone bevæger sig med omkring 240 m/s (537 mph).

Høje lyde er for det meste uhørlige på Mars

Pitris/Getty Images

Sammensætningen af Mars atmosfære - 96 % kuldioxid - skaber et selektivt filter, der absorberer mange højfrekvente vibrationer. Følgelig ville lyde over rækkevidden af typiske menneskestemmer, såsom fløjter, klokker eller visse fuglekald, være uhørbare for en lytter på overfladen.

Temperaturen spiller også en rolle. Med en gennemsnitlig overfladetemperatur tæt på -81°F er lydens hastighed på Mars lidt lavere end på Jorden, der spænder mellem 537 og 559 mph mod 760 mph. Denne beskedne reduktion betyder, at lyden ville nå ørerne en brøkdel af et sekund senere, en forsinkelse, der stort set er umærkelig, medmindre man lytter over en afstand.

Sammenfattende, hvis du skulle tale på Mars, ville din stemme lyde betydeligt mere stille og mere dæmpet. Højfrekvente komponenter ville gå tabt, og samtaler over selv moderate afstande ville være udfordrende på grund af den tynde, CO₂-rige atmosfære.