研究者らは、火星の風速をより速く、より正確に測定できる圧電センサーを使用した新しい音速測定システムを開発した。この技術は毎秒最大 100 の風速を測定でき、これまでの方法に比べて大幅に改善されました。より詳細なデータを収集できる可能性は、クリエイティビティヘリコプターのような小型ビークルの運用を含む、将来の火星へのミッションにとって重要になる可能性があります。
火星は過酷な環境で有名です。火星の気温は 1 日を通して大きく変動し、平均気温は華氏マイナス 80 度です。火星の表面の大部分は赤い塵で覆われており、地形の大部分はクレーター、渓谷、火山で占められています。火星の大気は非常に薄く、その密度は地球のわずか 1% です。
したがって、火星の風速を測定することは大きな課題です。火星着陸船は、加熱された物質の上に風がどのくらいの速さで吹くかを測定するものもあれば、カメラを使用して風の吹く「痕跡」を捉えるものもあるなど、多くの測定値を取得することができた。どちらの風速測定値も、火星の気候と大気に関する貴重な情報を提供します。
しかし、特に宇宙飛行士を火星に送る計画が今後数年以内に進行する中、天文学のツールボックスにはまだ改善の余地がある。
アメリカ音響学会に代わってAIP Pressが発行した全米科学アカデミー紀要の中で、カナダと米国の研究者らは、一対の狭帯域圧電トランスデューサーを使用して火星の空気中の音波パルスの伝播時間を測定する新しい音響風速測定システムを実証した。この研究では、トランスデューサーの回折効果や風向きなど、さまざまな変数が考慮されました。
著者のロバート・ホワイト氏は、「前方と後方への音の伝播時間の差を測定することで、三次元の風力を正確に測定できる。この方法には2つの大きな利点がある。1つは速いこと、もう1つは低速でもうまく機能することだ」と述べた。
研究者らは、風速を毎秒約1回しか記録できず、毎秒50センチメートル未満の風速を追跡するのが困難だった従来の方法とは対照的に、風速を毎秒1センチメートルまで最大100回測定できるようにしたいと考えている。
「高速かつ正確な測定により、平均風速だけでなく、乱流や変動する風速も測定できるようになることを期待しています。これは、最近火星を飛行したインジェニュイティヘリコプターのような小型航空機に問題を引き起こす可能性がある大気の変数を理解するために重要です」とホワイト氏は述べた。
研究者らは、火星の主な大気ガスである二酸化炭素の広い温度範囲と狭い圧力範囲にわたって超音波センサーとインダクターの特性を調べた。彼らの結果は、温度と圧力の変化は名目上の誤差率のみをもたらすことを示しています。
「私たちが開発しているシステムは、これまでに使用されていたどのシステムよりも 10 倍速く、10 倍正確になります」とホワイト氏は述べました。 「将来の火星へのミッションを検討する際に、より貴重なデータが生成され、火星の気候に関する有用な情報が提供され、おそらく私たちの惑星の気候のより深い理解に影響を与えることを期待しています。」
/ScitechDaily から編集