نموذج علمي يفسر انتشار الصوت في جو المريخ بدقة مذهلة

انتشار الصوت على المريخ يُعدّ عنصراً حاسماً لاستكشاف خصائصه الجوية والسطحية، إذ يتصرف الصوت هناك بطريقة مختلفة جذرياً عن الأرض بفعل الاختلافات في كثافة الهواء والحرارة وتركيب الغلاف الجوي. وفي بحث حديث، قدم علماء أمريكيون نموذجاً متطوراً يفسر بدقة آليات انتقال الموجات الصوتية في هذه الظروف الفريدة، مما يفتح آفاقاً جديدة لفهم الكوكب الأحمر.

بيانات ناسا في قلب نموذج انتشار الصوت على المريخ

اعتمد العلماء في هذه الدراسة على مصادر موثوقة من وكالة ناسا لصياغة نموذجهم، حيث جمعوا معلومات دقيقة عن الغلاف الجوي والتضاريس والتغيرات المناخية. فقد شملت هذه البيانات خرائط سطحية بدقة تصل إلى المتر، وسجلات طويلة لتحولات تركيب الهواء، بالإضافة إلى نتائج أبحاث زلزالية تكشف عن مسامية التربة. ومن خلال دمج هذه العناصر، استطاعوا تتبع كيفية انتقال وتشتت وتلاشي الأصوات في بيئة المريخ المعقدة؛ فالنموذج يعكس تفاعل الموجات مع الرياح والحرارة المتفاوتة، مما يساعد في رسم صورة أوضح للديناميكيات الصوتية هناك. وأبرز هايدن بيرد، الطالب الباحث في جامعة ولاية يوتا، أن هذا النهج يتطلب دمج معارف من الفيزياء والجيولوجيا وعلوم الجو ليحقق دقة عالية.

فوهة جيزيرو: المسرح المثالي لانتشار الصوت على المريخ

اختار الباحثون التركيز على فوهة جيزيرو كمنطقة رئيسية للتحليل، إذ تستضيف هذه المنطقة مركبة بيرسيفيرانس ومروحية إنجينيويتي، مما يجعلها نموذجاً حياً لدراسة انتشار الصوت على المريخ. تتميز التضاريس هناك بتعقيدات فريدة، مثل التلال الشاهقة والكثبان الرملية المتحركة، إلى جانب مصادر صوتية متنوعة صادرة عن الآلات المتحركة والثابتة. وبهذا النموذج، يمكن تتبع مسارات الأصوات عبر هذه العوائق الطبيعية؛ فالصوت يتأثر بالانعكاسات والامتصاصات في مثل هذه البيئات، مما يعزز القدرة على استكشاف تفاصيل السطح المريخي بدقة أكبر. كما يساهم ذلك في تحسين استراتيجيات التنقل للمهام المستقبلية، حيث يُقدّم الدراسة، التي شارك فيها البروفيسور تشارلي تشن أيضاً، رؤى عملية للتعامل مع التحديات الصوتية في الاستكشاف.

عوامل تجعل انتشار الصوت على المريخ تحدياً فريداً

تواجه قياسات الصوت على المريخ صعوبات استثنائية بسبب الضغط الجوي المنخفض مقارنة بأرضنا، وتركيب الغلاف الجوي الغني بثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى تأثيرات الطقس المتقلب والرياح القوية وتباين درجات الحرارة. يساعد النموذج الجديد في تفكيك هذه العوامل، مما يمكّن من التقاط إشارات صوتية تشير إلى ظواهر معينة؛ وفيما يلي أبرز التحديات الرئيسية:

• الضغط المنخفض يقلل من سرعة انتقال الموجات الصوتية.
• تركيب الهواء يغيّر ترددات الصوت، مما يجعله أعمق وأقل وضوحاً.
• الرياح الشديدة تسبب تشويشاً يصعب تمييزه.
• تباين الحرارة يؤثر على كثافة الجو، مما يعيق الانتشار المنتظم.
• مسامية التربة تمتص الأصوات بسرعة أكبر من المتوقع.

وتساعد هذه التحليلات في اكتشاف إشارات للاضطرابات الهوائية أو الدوامات الترابية، كما يُظهر الجدول التالي مقارنة بين الظروف على المريخ والأرض:

يُتوقع أن يدفع هذا النموذج نحو تطوير أجهزة استشعار متقدمة للمهام الكوكبية، مع تحسين التنقل في البيئات الخارجية. ويؤكد تشن أن الدراسات الصوتية ستكون أساسية لفهم الأجواء المعقدة في الفضاء؛ فهي تكشف تفاصيل لا تُرى بالأجهزة التقليدية، مما يعزز الاستكشافات المستقبلية بفعالية أكبر.