Estudos/Pesquisa

Medindo ventos marcianos com som

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Marte tem um ambiente notoriamente inóspito, com temperaturas que flutuam dramaticamente ao longo de um dia marciano e média de menos 80 graus Fahrenheit. Sua superfície é coberta principalmente de poeira vermelha, com terreno caracterizado por crateras, cânions e vulcões. E sua atmosfera é extremamente fina, compreendendo apenas cerca de 1% da densidade da Terra.

Nem é preciso dizer que medir a velocidade do vento no planeta vermelho é desafiador. Os módulos de pouso marcianos conseguiram capturar medições — alguns medindo a taxa de resfriamento de materiais aquecidos quando os ventos sopram sobre eles, outros usando câmeras para obter imagens de “indicadores” que sopram no vento. Ambos os métodos anemométricos produziram informações valiosas sobre o clima e a atmosfera do planeta.

Mas ainda há espaço para melhorias no conjunto de ferramentas astronômicas, especialmente com os planos de enviar astronautas a Marte se desenvolvendo nos próximos anos.

Em SERVIÇOpublicado em nome da Acoustical Society of America pela AIP Publishing, pesquisadores do Canadá e dos EUA demonstraram um novo sistema anemométrico sônico apresentando um par de transdutores piezoelétricos de banda estreita para medir o tempo de viagem de pulsos sonoros pelo ar marciano. O estudo levou em conta variáveis ​​incluindo efeitos de difração do transdutor e direção do vento.

“Ao medir as diferenças de tempo de viagem do som para frente e para trás, podemos medir o vento com precisão em três dimensões”, disse o autor Robert White. “As duas principais vantagens desse método são que ele é rápido e funciona bem em baixas velocidades.”

Os pesquisadores esperam conseguir medir até 100 velocidades de vento por segundo e em velocidades tão baixas quanto 1 cm/s, um contraste notável com métodos anteriores que conseguiam registrar apenas cerca de 1 velocidade de vento por segundo e tinham dificuldade para rastrear velocidades abaixo de 50 cm/s.

“Ao medir de forma rápida e precisa, esperamos ser capazes de medir não apenas ventos médios, mas também turbulência e ventos flutuantes”, disse White. “Isso é importante para entender variáveis ​​atmosféricas que podem ser problemáticas para veículos pequenos, como o helicóptero Ingenuity que voou em Marte recentemente.”

Os pesquisadores caracterizaram transdutores e sensores ultrassônicos em uma ampla faixa de temperaturas e uma estreita faixa de pressões em dióxido de carbono, o principal gás atmosférico em Marte. Com suas seleções, eles mostraram que apenas taxas de erro nominais resultariam de mudanças de temperatura e pressão.

“O sistema que estamos desenvolvendo será 10 vezes mais rápido e 10 vezes mais preciso do que qualquer coisa usada anteriormente”, disse White. “Esperamos que ele produza dados mais valiosos à medida que futuras missões a Marte forem consideradas e forneçam informações úteis sobre o clima marciano, talvez também com implicações para melhor compreensão do clima do nosso próprio planeta.”

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