Все знают, что Марс имеет очень негостеприимную окружающую среду: в течение дня температура там резко колеблется и в среднем составляет -62 градуса. Его поверхность в основном покрыта красной пылью, а ландшафт испещрен ​кратерами, каньонами и вулканами. При этом воздушная оболочка планеты настолько тонкая, что составляет всего около 1% от плотности земной атмосферы.

Из-за этого измерение скорости ветра на Марсе становится сложной задачей. Некоторые измерения ранее проводились посадочными аппаратами.  Одни оценивали скорость охлаждения нагретых материалов, когда над ними дул ветер. Другие в своих расчетах опирались на камеры, чтобы запечатлеть визуальные следы перемещения воздуха. Оба метода дали ценную информацию о климате и атмосфере планеты.

Но в арсенале астрономических инструментов еще есть место для развития. Особенно это важно потому, что в ближайшие годы будут составляться планы по отправке астронавтов на Марс.

В журнале JASA, исследователи из Канады и США продемонстрировали новую звуковую анемометрическую систему, включающую пару узкополосных пьезоэлектрических преобразователей. Она измеряет время прохождения звуковых импульсов через марсианскую атмосферу. В исследовании учитывались такие переменные, как эффекты дифракции преобразователя и направление воздушного потока.

"Измеряя разницу во времени распространения звука вперед и назад, мы можем точно определить скорость ветра в трех измерениях, — объясняет автор работы Роберт Уайт. — Два основных преимущества этого метода заключаются в том, что он быстрый и хорошо работает с малыми величинами".

Исследователи надеются, что смогут ежесекундно совершать до 100 измерений при реальной скорости ветра всего в 1 сантиметр в секунду. Это резко контрастирует с предыдущими методами, которые позволяли получать данные лишь один раз в секунду и плохо справлялись со скоростями ниже полуметра в секунду.

"Мы надеемся, что совершая измерения быстро и точно мы сможем оценить не только средние показатели, но также турбулентность и колебания, — говорит Уайт. — Это важно для понимания атмосферных переменных, которые могут быть проблематичными для небольших транспортных средств, таких как вертолет Ingenuity, недавно летавший на Марсе".

В своей работе исследователи охарактеризовали ультразвуковые преобразователи и датчики в широком диапазоне температур и узком диапазоне давлений углекислого газа (основной составляющей атмосферы Красной планеты). Сделав свой выбор, они показали, что доля ошибок из-за изменений температуры и давления будет небольшой.

"Система, которую мы разрабатываем, будет в десять раз быстрее и в десять раз точнее, чем все, что использовалось ранее, — объясняет Уайт. — Мы надеемся, что она предоставит более ценные данные по мере рассмотрения будущих миссий на Марс и даст полезную информацию о марсианском климате, что, возможно, также будет иметь значение для лучшего понимания климата нашей собственной планеты".