Chide, Baptiste and Jacob, Xavier and Petculescu, Andi and Lorenz, Ralph D. and Maurice, Sylvestre and Seel, Fabian and Schröder, Susanne and Wiens, Roger C. and Gillier, Martin and Murdoch, Naomi and Lanza, Nina L. and Bertrand, Tanguy and Leighton, Timothy G. and Joseph, Phillip and Pilleri, Paolo and Mimoun, David and Stott, Alexander and de la Torre Juarez, Manuel and Hueso, Ricardo and Munguira, Asier and Sánchez-Lavega, Agustin and Martinez, German and Larmat, Carène and Lasue, Jérémie and Newman, Claire and Pla-Garcia, Jorge and Bernardi, Pernelle and Harri, Ari-Matti and Genzer, Maria and Lepinette, Alain (2023) Measurements of sound propagation in Mars' lower atmosphere. Earth and Planetary Science Letters, 615, p. 118200. Elsevier. doi: 10.1016/j.epsl.2023.118200. ISSN 0012-821X.
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Official URL: https://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2023.118200
Abstract
Acoustics has become extraterrestrial and Mars provides a new natural laboratory for testing sound propagation models compared to those ones on Earth. Owing to the unique combination of a microphone and two sound sources, the Ingenuity helicopter and the SuperCam laser-induced sparks, the Mars 2020 Perseverance rover payload enables the in situ characterization of unique sound propagation properties of the low-pressure CO2-dominated Mars atmosphere. In this study, we show that atmospheric turbulence is responsible for a large variability in the sound amplitudes from laser-induced sparks. This variability follows the diurnal pattern of turbulence. In addition, acoustic measurements acquired over one Martian year reveal a variation of the sound intensity by a factor of 1.8 from a constant source due to the seasonal cycle of pressure and temperature that significantly modifies the acoustic impedance and shock-wave formation. Finally, we show that the evolution of the Ingenuity tones and laser spark amplitudes with distance is consistent with one of the existing sound absorption models, which is a key parameter for numerical simulations applied to geophysical experiments on CO2-rich atmospheres. Overall, these results demonstrate the potential of sound propagation to interrogate the Mars environment and will therefore help in the design of future acoustic-based experiments for Mars or other planetary atmospheres such as Venus and Titan.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/196433/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Measurements of sound propagation in Mars' lower atmosphere | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 24 May 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Earth and Planetary Science Letters | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 615 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1016/j.epsl.2023.118200 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | p. 118200 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0012-821X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Mars, Sound, Microphone, SuperCam, in-situ, exploration, atmosphere | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R RO - Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - OptoRob [RO] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Optical Sensor Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Schröder, Susanne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 05 Aug 2023 19:46 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 19 Oct 2023 15:51 |
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