Akustični signali postali su važan dio NASA-inih misija na Mars, jer nose informacije o samom planetu i o kretanju rovera na njegovoj površini. Novi numerički model koji su razvili istraživači sa Sveučilišta Utah State nastoji što preciznije opisati kako se zvuk širi u uvjetima rijetke marsovske atmosfere, posebno iznad terena kratera Jezero, odakle djeluju rover Perseverance i sada umirovljeni helikopter Ingenuity. Dobiveni rezultati mogli bi pomoći u tumačenju vremenskih prilika na Marsu i u oblikovanju senzora za buduće istraživačke misije.
Zvuk kao alat za istraživanje Marsa
Na Marsu zvuk nije samo “sporedni efekt” rada instrumenata i rovera. Mjerenja akustičnih signala mogu pružiti podatke o turbulenciji u atmosferi, promjenama temperature i uvjetima na površini, ali i o kretanju samih vozila koja istražuju planet. Da bi se iz takvih mjerenja izvuklo što više informacija, potrebno je vrlo dobro razumjeti kako se zvuk širi u marsovskim uvjetima, koji se bitno razlikuju od Zemljinih.
Taj se izazov nalazi u središtu rada Charlieja Zhenga, profesora strojarstva i zrakoplovnog inženjerstva na Sveučilištu Utah State, i njegova doktoranda Haydena Bairda. Svoj su numerički model širenja zvuka na Marsu predstavili na skupu “Sixth Joint Meeting of the Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan”, koji se od 1. do 5. prosinca održava u Honoluluu na Havajima. “Očekujemo da će ovo istraživanje pružiti dublji uvid u to kako vrijeme i reljef utječu na širenje zvuka u okruženjima koja je teško izravno mjeriti”, rekao je Zheng. “Marsovsko okruženje očito je jedno od takvih.”
Model za krater Jezero i marsovsku atmosferu
Baird i Zheng oslanjaju se na NASA-ina mjerenja atmosferskih uvjeta i reljefa na Marsu, koja su u mnogim područjima već ranije modelirana s prostornom razlučivosti reda veličine nekoliko metara. Uz to koriste i desetljeća podataka o sastavu i fizikalnim svojstvima marsovske atmosfere, kao i seizmička istraživanja koja procjenjuju poroznost tla. Sve te veličine utječu na to kako se zvuk prigušuje, odbija i raspršuje dok putuje kroz zrak i uz površinu. “Postavke simulacijskog modela korištenog u ovom radu uvelike se oslanjaju na prethodne rezultate iz više znanstvenih disciplina”, istaknuo je Baird.
U središtu trenutnih simulacija nalazi se krater Jezero, mjesto na kojem je NASA-in rover Perseverance 2021. godine sletio na Mars, zajedno s malim helikopterom Ingenuity. Istraživači modeliraju kako se zvuk širi kroz taj složeni teren i kako se raspršuje na neravninama, ovisno o tome potječe li s nepokretnog izvora ili pokretnog objekta, poput rovera u vožnji. Usporedbom s procesima u Zemljinoj atmosferi, ti rezultati pomažu bolje razumjeti koliko su zvučni signali na drugim planetima različiti od onih na Zemlji.
Prepoznavanje atmosferskih događaja i buduće misije
Jedan od ciljeva jest da se pomoću ovog modela izdvoje uzorci i signali koji bi mogli upućivati na određene atmosferske pojave na Marsu, primjerice specifične vrste turbulencije ili nagle promjene temperature. Ako se takvi uzorci pouzdano prepoznaju u zvučnim mjerenjima, mogli bi postati dodatni alat za praćenje vremena na Crvenom planetu, uz već postojeće meteorološke instrumente.
U duljem vremenskom horizontu, autori se nadaju da će njihov pristup pomoći i u razvoju novih senzora za buduće misije na druge planete i mjeseca, gdje bi se akustička mjerenja mogla koristiti za proučavanje atmosferskih uvjeta. To bi moglo uključivati i svjetove s gustoćom atmosfere i sastavom vrlo različitim od marsovskog. “Ovo istraživanje tek je početak ulaska u mnoga potencijalna područja planetarnih istraživanja”, zaključio je Zheng.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
