Kecepatan Suara di Mars Berbeda dengan di Bumi, Begini Efeknya Kalau Ngobrol di Mars

CakapCakap – Para ilmuwan telah mengonfirmasi kecepatan suara di Mars sangat berbeda dengan atmosfer Bumi. Mereka menggunakan peralatan di rover Perseverance untuk mempelajari atmosfer planet merah.

Temuan ini bisa memiliki beberapa konsekuensi aneh untuk komunikasi antara orang Mars di masa depan. Temuan menunjukkan bahwa mencoba berbicara di atmosfer Mars mungkin menghasilkan efek yang aneh. Sebab, suara bernada tinggi tampaknya bergerak lebih cepat daripada nada bass.

Dilansir dari Sciencealert, Kamis, 24 Maret 2022, dari perspektif sains, temuan yang diumumkan pada Lunar and Planetary Science Conference ke-53 oleh ilmuwan planet Baptiste Chide dari Los Alamos National Laboratory, mengungkapkan kecepatan suara bukanlah konstanta universal.

Kecepatan suara bisa berubah, tergantung pada kepadatan dan suhu media yang dilaluinya. Semakin padat media, semakin cepat ia pergi. Itu sebabnya suara bergerak sekitar 343 meter per detik di atmosfer Bumi pada 20 derajat Celcius, tetapi juga pada 1.480 meter per detik di air dan pada 5.100 meter per detik di baja.

Atmosfer Mars jauh lebih renggang daripada atmosfer Bumi, sekitar 0,020 kg/m3, dibandingkan dengan Bumi yang sekitar 1,2 kg/m3. Itu saja berarti bahwa suara akan menyebar secara berbeda di planet merah. Namun lapisan atmosfer tepat di atas permukaan, yang dikenal sebagai Lapisan Batas Planet, telah menambahkan komplikasi ihwal suara ini.

Pada siang hari, pemanasan permukaan menghasilkan arus naik konvektif yang menciptakan turbulensi yang kuat. Instrumen konvensional untuk menguji gradien termal permukaan sangat akurat, tetapi dapat mengalami berbagai efek interferensi.

Untungnya, Perseverance memiliki sesuatu yang unik yakni mikrofon yang memungkinkan kita mendengar suara Mars, dan laser yang dapat memicu suara tepat waktu.

Mikrofon SuperCam disertakan untuk fluktuasi tekanan akustik dari instrumen spektroskopi kerusakan yang diinduksi laser rover saat mengikis sampel batuan dan tanah di permukaan Mars. Ini datang dengan manfaat yang sangat baik, ternyata.

Chide dan timnya mengukur waktu antara penembakan laser dan suara yang mencapai mikrofon SuperCam di ketinggian 2,1 meter, untuk mengukur kecepatan suara di permukaan.

“Kecepatan suara yang diperoleh dengan teknik ini dihitung melalui seluruh jalur propagasi akustik, yang dimulai dari tanah hingga ketinggian mikrofon,” tulis para peneliti dalam makalah konferensi mereka.

“Oleh karena itu, pada setiap panjang gelombang tertentu, ia berbelit-belit oleh variasi suhu dan kecepatan serta arah angin di sepanjang jalur ini.”

Hasilnya mendukung prediksi yang dibuat menggunakan apa yang kita ketahui tentang atmosfer Mars, yang mengonfirmasi bahwa suara menyebar melalui atmosfer dekat permukaan dengan kecepatan sekitar 240 meter per detik.

Karena sifat unik dari molekul karbon dioksida pada tekanan rendah, Mars adalah satu-satunya atmosfer planet terestrial di Tata Surya yang mengalami perubahan kecepatan suara tepat di tengah bandwidth yang dapat didengar (20 Hertz hingga 20.000 Hertz).

Pada frekuensi di atas 240 Hertz, mode vibrasi yang diaktifkan tabrakan dari molekul karbon dioksida tidak memiliki cukup waktu untuk kembali ke keadaan semula. Hasilnya adalah suara bergerak lebih dari 10 meter per detik lebih cepat pada frekuensi yang lebih tinggi daripada pada frekuensi rendah.

Hal ini dapat mengarah pada apa yang disebut para peneliti sebagai pengalaman mendengarkan yang unik di Mars. Suara bernada tinggi lebih cepat sampai ke pendengar daripada yang lebih rendah.

Mengingat bahwa setiap astronot manusia yang bepergian ke Mars dalam waktu dekat perlu mengenakan pakaian antariksa bertekanan dengan peralatan komunikasi, atau tinggal di modul habitat bertekanan, ini tidak mungkin menimbulkan masalah langsung, namun ini bisa menjadi konsep yang menyenangkan bagi penulis fiksi ilmiah.

Karena kecepatan suara berubah karena fluktuasi suhu, tim juga dapat menggunakan mikrofon untuk mengukur perubahan suhu yang besar dan cepat di permukaan Mars yang tidak dapat dideteksi oleh sensor lain. Data ini dapat membantu mengisi beberapa kekosongan di lapisan batas planet Mars yang berubah dengan cepat.

Tim berencana untuk terus menggunakan data mikrofon SuperCam untuk mengamati bagaimana hal-hal seperti variasi harian dan musiman dapat mempengaruhi kecepatan suara di Mars. Mereka juga berencana untuk membandingkan pembacaan suhu akustik dengan pembacaan dari instrumen lain untuk mencoba mengetahui fluktuasi besar.

LIHAT ARTIKEL ASLI