نموذج علمي يظهر انتشار الصوت في جو المريخ بدقة فائقة

انتشار الصوت على المريخ يُعد عنصرًا حاسمًا لفهم تفاصيل الغلاف الجوي والسطح هناك، إذ يسير بآليات مغايرة لما نشهده على الأرض نتيجة اختلافات جذرية في كثافة الغازات والحرارة وتركيبة الهواء. وقد أعدها باحثون أمريكيون مؤخرًا دراسة تُقدم نموذجًا متطورًا يتابع حركة الموجات الصوتية تحت هذه الظروف الفريدة، مما يفتح آفاقًا أوسع لاستيعاب خصائص الكوكب الأحمر وكيفية تفاعله مع الإشارات الصوتية في بيئته القاسية.

كيف ساهمت بيانات ناسا في بناء نموذج لانتشار الصوت على المريخ

اعتمد العلماء في عملهم على مجموعة واسعة من المعلومات المتوفرة لدى وكالة ناسا، تشمل وصفًا دقيقًا للغلاف الجوي والتضاريس والتغييرات الجوية اليومية، مثل رسوم بيانية للسطح بدقة تصل إلى متر واحد، وتسجيلات لتغيرات تركيب الغازات عبر الزمن، بالإضافة إلى بيانات زلزالية تُظهر مستوى امتصاص التربة للاهتزازات. هذا الدمج مكّن من متابعة دقيقة لطريقة انتقال انتشار الصوت على المريخ وسط الرياح المتغيرة والحرارة المتفاوتة، فيرسم صورة كاملة للسلوك الصوتي في ذلك العالم البعيد؛ ويؤكد هايدن بيرد، الطالب بجامعة يوتا، على أهمية ربط قواعد الفيزياء بالجيولوجيا وعلوم الجو لتحقيق الدقة، حيث يغطي النموذج تفاعلات معقدة قد تؤثر على البرامج الاستكشافية المقبلة.

لماذا اختيرت فوهة جيزيرو لاختبار انتشار الصوت على المريخ

حدد الفريق التركيز على فوهة جيزيرو بشكل خاص، لأنها تستضيف مسبار بيرسيفيرانس وطائرة إنجينيويتي، مما يجعلها موقعًا مثاليًا لتجربة انتشار الصوت على المريخ عمليًا. تتسم المنطقة بتلال شاهقة وكثبان رملية متحركة، مع مصادر صوتية متنوعة صادرة عن الآلات؛ يتيح النموذج تتبع مسارات الموجات عبر هذه العوائق الطبيعية، حيث تواجه الانعكاسات أو الامتصاص السريع، وبالتالي يساهم في إعداد خرائط أكثر دقة للسطح ويحسن استراتيجيات الحركة للمهمات الجديدة. وأشار بروفيسور تشارلي تشن، أحد المشاركين في الدراسة، إلى أن هذا الطريق يقدم إجابات عملية للتعامل مع التعقيدات الصوتية في رحلات الكواكب الأخرى.

ما هي العوائق الرئيسية التي تواجه انتشار الصوت على المريخ

يتعرض تسجيل الأصوات على المريخ لصعوبات استثنائية بسبب الضغط الجوي القليل مقارنة بالأرض، وكثرة ثاني أكسيد الكربون في الجو، مع تأثيرات التباينات الجوية والرياح القوية والحرارة المتفاوتة يوميًا. يقوم النموذج بتحليل هذه العناصر بدقة، مما يسمح باستقبال إشارات صوتية تشير إلى حركات الهواء أو العواصف الترابية؛ ومن أبرز هذه التحديات الرئيسية:

• الضغط الجوي الضعيف يقلل من سرعة انتقال الموجات الصوتية بشكل واضح.
• تركيب الغازات يغير الترددات، مما يجعلها أعمق صوتًا وأقل وضوحًا.
• الرياح الشديدة تسبب تداخلات صوتية معقدة التحليل.
• الاختلافات الحرارية تغير كثافة الهواء، فتعيق الانتشار المنتظم.
• التربة المسامية تمتص الاهتزازات بسرعة تفوق التوقعات.

يساعد هذا التحليل في كشف جوانب مثل الاضطرابات الجوية، كما يبيّن الجدول التالي الفروقات بين المريخ والأرض:

يفتح هذا النموذج الباب أمام تطوير أجهزة استشعار صوتية محسنة للمهام الفضائية، مع تعزيز القدرات في التنقل عبر المناطق النائية، ويشدد تشن على أن الدراسات الصوتية أساسية لاستكشاف الأجواء الكونية المعقدة، إذ تكشف تفاصيل تفوق إمكانيات الأدوات التقليدية.