В прошлом году NASA запустило проект «Sounds of Mars»: благодаря бортовым микрофонам марсохода Perseverance учёные впервые смогли напрямую записать звуки красной планеты. Позже агентство также опубликовало подборку привычных нам земных звуков, а также серию цитат, связанных с исследованием космических объектов, и продемонстрировало, как бы они звучали на Марсе. Теперь проект «Sounds of Mars» предлагает всем желающим узнать, как на Марсе звучал бы их собственный голос.
«Sounds of Mars»: наука звуков на Марсе
Хотя Земля и Марс отличаются друг от друга по многим критериям, голоса большинства людей практически не изменились бы, окажись они на красной планете. При аналогичной артикуляции человеческий голос на Марсе звучал бы более приглушённым и тихим. Кроме того, звуку понадобилось бы немного больше времени, чтобы достичь ушей слушателя. Самые заметные изменения коснулись бы высокочастотных звуков: пение птиц, свист и звон колокольчиков стали бы практически неслышимыми.
Наша способность слышать звуки обусловлена вибрацией барабанной перепонки при взаимодействии со звуковыми волнами, которые оказывают давление на перепонку. Для распространения звуку нужна некая среда, например, воздух, вода или твёрдые тела. Атмосфера Марса отличается от земной по температуре, плотности и химическому составу. Эти отличия проявляются в трёх аспектах:
Скорость звука
В холодной марсианской атмосфере звук распространяется немного медленнее, чем на Земле. Марсоход Spirit зафиксировал среднюю температуру поверхности красной планеты: −63 °C. В таких условиях скорость звука составляет около 240 метров в секунду: для сравнения, на Земле этот показатель равен ~340 метрам в секунду. Такая разница будет практически неразличимой при небольшом расстоянии от источника звука, но по мере удаления от него она станет более заметной.
Громкость
Записи проекта «Sounds of Mars» демонстрируют, что на красной планете все звуки будут гораздо более тихими. Атмосфера Марса примерно в 100 раз менее плотная, чем земная. Этот фактор влияет на то, как звуковые волны распространяются по среде. При низкой плотности среды звуковым колебаниям необходимо больше энергии, иначе они просто рассеиваются на пути к уху, и звук кажется более мягким.
Качество звука
Атмосфера Марса имеет весьма однородный состав. В ней преобладает углекислый газ (96%), который поглощает высокочастотные звуки. Таким образом, на красной планете эффективнее всего распространяются низкочастотные звуки. Данный феномен называется затуханием – ослаблением сигнала определённых частот. Этот эффект также будет более выраженным при удалении от источника звука.
Как звучит Марс?
Микрофоны на борту марсохода Perseverance – первые электроакустические приборы на Марсе, которые позволили учёным услышать, какие звуки окружают аппарат вдали от родной планеты. В проект «Sounds of Mars» вошли записи с микрофона, который является частью инструмента SuperCam. Он предназначен для лазерного сканирования камней на Марсе: звуковые вариации при контакте с лазером указывают на массу, тип, плотность и другие характеристики пород. Кроме того, этот микрофон «слушает» звуки марсианского ветра. Команда миссии Perseverance также прикрепила к марсоходу обычный коммерчески доступный микрофон, чтобы записать звуки, окружающие аппарат при входе в атмосферу Марса и в ходе приземления.
Проект «Sounds of Mars»
Последнее дополнение проекта «Sounds of Mars» позволяет всем желающим услышать, какими были бы их голоса или другие звуки из повседневной жизни на Марсе. Для реализации этой задачи учёные создали модельный алгоритм, который учитывает три основных фактора марсианской атмосферы: температуру, плотность и химический состав. Инструмент позволяет симулировать звуки в условиях, когда источник звука и слушателя на Марсе разделяют около 150 метров.