نموذج علمي يوضح انتشار الصوت في جو المريخ بدقة فائقة

انتشار الصوت على المريخ يلعب دورًا أساسيًا في استكشاف طبيعة الغلاف الجوي والأرضيات هناك، حيث ينتقل بطريقة تختلف تمامًا عن ما نعرفه على كوكبنا بسبب فروق كبيرة في كثافة الغازات والدرجات الحرارية وتكوين الجو. وفي دراسة أجراها باحثون أمريكيون مؤخرًا، طوروا نموذجًا متقدمًا يرصد آليات حركة الموجات الصوتية في تلك الظروف الخاصة، مما يمهد لفهم أعمق للكوكب الأحمر وخصائصه.

دور بيانات ناسا في نموذج انتشار الصوت على المريخ

استند الفريق العلمي إلى إرشيف وكالة ناسا الغني ليبنوا هذا النموذج، متضمنًا بيانات مفصلة عن الجو والتضاريس والتغيرات المناخية اليومية، مثل خرائط الأرض تصل دقتها إلى مستوى المتر الواحد، وسجلات تتبع تطور تركيب الغازات على المدى الطويل، إلى جانب قراءات زلزالية تكشف درجة امتصاص التربة. هذا التكامل سمح بمراقبة دقيقة لكيفية انتشار انتشار الصوت على المريخ وسط الرياح المتفاوتة والحرارة المتقلبة، مما يرسم لوحة شاملة للحركة الصوتية في ذلك الفضاء؛ ويشدد هايدن بيرد، الطالب في جامعة يوتا، على ضرورة الجمع بين مبادئ الفيزياء والجيولوجيا وعلوم الغلاف الجوي لضمان الدقة العلمية، حيث يغطي النموذج تفاعلات معقدة قد تؤثر على المهام المستقبلية.

فوهة جيزيرو كنقطة محورية لدراسة انتشار الصوت على المريخ

ركز التحليل على فوهة جيزيرو تحديدًا، لأنها تضم مركبة بيرسيفيرانس ومروحية إنجينيويتي، فهي بمثابة موقع حقلي مثالي لاختبار انتشار الصوت على المريخ مباشرة. تشمل المنطقة تلالًا مرتفعة وكثبان رملية متنقلة، مع مصادر صوتية متعددة من الأجهزة الآلية؛ يتيح النموذج تتبع مسارات الموجات عبر هذه العوائق، حيث تتعرض للانعكاسات أو الامتصاص السريع، مما يساعد في رسم خرائط سطحية أدق ويحسن خطط التنقل للمهمات اللاحقة. وشارك في الدراسة بروفيسور تشارلي تشن، الذي أبرز كيف يقدم هذا النهج حلولًا عملية للتعامل مع التعقيدات الصوتية في الاستكشافات الكوكبية.

التحديات الرئيسية أمام انتشار الصوت على المريخ

يواجه تسجيل الأصوات على المريخ عقبات غير عادية ناتجة عن الضغط الجوي الضئيل مقارنة بأرضنا، وغنى الغلاف الجوي بثاني أكسيد الكربون، مع تأثير التقلبات الجوية والنسيم العاتي واختلافات الحرارة اليومية. يقوم النموذج بفصل هذه العناصر بعناية، مما يتيح التقاط إشارات صوتية تدل على حركات هوائية أو عواصف ترابية؛ وإليك أبرز هذه الصعوبات:

• الضغط الجوي المنخفض يبطئ حركة الموجات الصوتية بشكل ملحوظ.
• تركيب الغازات يعدل الترددات، فيجعلها أكثر عمقًا وأقل وضوحًا.
• الرياح العنيفة تخلق تداخلات صوتية صعبة التمييز.
• التغيرات الحرارية تؤثر على كثافة الهواء، مما يعرقل الانتشار السلس.
• طبيعة التربة المسامية تمتص الاهتزازات بمعدل أسرع مما يُتوقع.

ويساهم هذا التفكيك في كشف ظواهر مثل الاضطرابات الجوية، كما يوضح الجدول التالي التباينات بين المريخ والأرض:

يمهد هذا النموذج لصنع مستشعرات صوتية أفضل في المهام الفضائية، مع تعزيز القدرة على التنقل في المناطق الخارجية، ويؤكد تشن أن التحليلات الصوتية ضرورية لاستكشاف الأجواء المعقدة في الكون، إذ تكشف عن تفاصيل تتجاوز حدود الأدوات التقليدية.