연구원들이 화성 풍속을 더 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 압전 센서를 이용한 새로운 음파 풍속 측정 시스템을 개발했습니다. 이 기술은 초당 최대 100개의 풍속을 측정할 수 있는데, 이는 이전 방법에 비해 크게 향상된 것입니다. 더 자세한 데이터를 수집할 수 있는 가능성은 Creativity 헬리콥터와 같은 소형 차량의 작동을 포함하여 향후 화성 임무에 매우 중요할 수 있습니다.
화성은 악명 높은 환경입니다. 화성의 온도는 하루 종일 크게 변동하며 평균 기온은 화씨 영하 80도입니다. 화성 표면의 대부분은 붉은 먼지로 덮여 있으며, 지형은 분화구, 협곡, 화산으로 가득 차 있습니다. 화성의 대기는 밀도가 지구의 1%에 불과할 정도로 매우 얇습니다.
따라서 화성의 풍속을 측정하는 것은 중요한 과제입니다. 화성 착륙선은 다양한 측정값을 포착할 수 있었습니다. 일부는 가열된 물질에 바람이 얼마나 빨리 부는지 측정하고, 다른 일부는 카메라를 사용하여 바람이 부는 "흔적"을 포착합니다. 두 풍속 측정 모두 화성의 기후와 대기에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.
그러나 천문학 도구 상자에는 여전히 개선의 여지가 있습니다. 특히 우주 비행사를 화성에 보내는 계획이 향후 몇 년 내에 진행됨에 따라 더욱 그렇습니다.
미국 음향학회(Acoustical Society of America)를 대신하여 AIP Press에서 출판한 Proceedings of the National Academy of Sciences에서 캐나다와 미국의 연구자들은 한 쌍의 협대역 압전 변환기를 사용하여 화성 공기에서 음파의 전파 시간을 측정하는 새로운 음향 풍속 측정 시스템을 시연했습니다. 이 연구에서는 변환기 회절 효과와 풍향을 포함한 다양한 변수를 고려했습니다.
저자인 로버트 화이트(Robert White)는 "앞뒤로 소리가 전파되는 시간의 차이를 측정함으로써 3차원 풍력을 정확하게 측정할 수 있다. 이 방법은 두 가지 큰 장점이 있다. 하나는 빠르다는 것이고, 다른 하나는 낮은 속도에서 잘 작동한다는 것이다"라고 말했다.
연구진은 풍속을 초당 1회 정도만 기록할 수 있고 초당 50cm 미만의 풍속을 추적하는 데 어려움이 있었던 기존 방법과 달리 초당 최대 100회, 최대 초당 1cm까지 측정할 수 있기를 바라고 있습니다.
"빠르고 정확한 측정을 통해 평균 풍속뿐만 아니라 최근 화성에 비행한 Ingenuity 헬리콥터와 같은 소형 항공기에 문제를 일으킬 수 있는 대기 변수를 이해하는 데 중요한 난류 및 변동 풍속도 측정할 수 있기를 바랍니다."라고 White는 말했습니다.
연구진은 화성의 주요 대기 가스인 이산화탄소의 넓은 온도 범위와 좁은 압력 범위에서 초음파 센서와 인덕터를 특성화했습니다. 그들의 결과는 온도와 압력의 변화가 공칭 오류율만을 초래한다는 것을 보여줍니다.
"우리가 개발 중인 시스템은 이전에 사용된 어떤 시스템보다 10배 더 빠르고 10배 더 정확할 것입니다."라고 White는 말했습니다. "우리는 향후 화성 임무를 고려할 때 더 가치 있는 데이터를 생성하고 화성의 기후에 대한 유용한 정보를 제공하며 아마도 우리 행성의 기후에 대한 더 나은 이해에 영향을 미칠 수 있기를 바랍니다."
/ScitechDaily에서 편집됨