Спускаемый аппарат НАСА MARS InSight, который приземлился на Марсе совсем недавно, передал первые в истории «звуки» ветра на Красной планете. Телеконференция о природе этих звуков прошла в НАСА в конце прошлой недели.
Датчики InSight уловили слабый гул, вызванный вибрациями ветра, который, по оценкам, дул со скоростью 5–7 метров в секунду 1 декабря с северо-запада на юго-восток. Направление ветра соответствовало направлению полос пылевых смерчей в зоне приземления, которые наблюдались с орбиты.
Два очень чувствительных датчика, находящихся на спускаемом аппарате, обнаружили эти колебания ветра: датчик давления воздуха, расположенный внутри космического аппарата и сейсмометр, находящийся на ожидающей раскрытия роботизированной руке InSight. Два инструмента регистрировали шум ветра по-разному. Датчик давления воздуха, являющийся частью подсистемы датчиков вспомогательной полезной нагрузки (APSS), которая будет собирать метеорологические данные, непосредственно регистрировал эти колебания воздуха. Сейсмометр же зафиксировал колебания посадочного модуля, вызванные ветром, движущимся над солнечными панелями космического корабля, каждая из которых имеет диаметр 2,2 метра и выступают с боков посадочного аппарата, как гигантская пара ушей.
Это только одна из фаз миссии, во время которой сейсмометр, получивший название SEIS, будет способен обнаруживать вибрации, создаваемые непосредственно посадочной платформой. Через несколько недель он будет помещен на марсианскую поверхность роботизированной рукой InSight, а затем покрыт куполообразным щитом, чтобы защитить его от любых атмосферных колебаний и скачков температуры. На данный момент он записывает все данные по вибрациям, которые позже ученые смогут использовать для устранения любого шума от посадочного модуля, когда SEIS будет находиться на поверхности, что позволит ему лучше обнаруживать реальные марсотрясения.
Когда на Земле происходят землетрясения, их вибрации, которые возникают внутри нашей планеты, заставляют её «звенеть» подобно тому, как звенит колокол. InSight увидит, имеют ли подземные толчки, или марсотрясения, похожий эффект на Марсе. SEIS обнаружит эти вибрации, которые расскажут нам о глубоком внутреннем строении Красной планеты. Ученые надеются, что это даст новую информацию о формировании планет в нашей солнечной системе, возможно, даже нашей собственной планеты.
SEIS также включает в себя короткопериодические кремниевые датчики (SP), разработанные Imperial College London с электроникой из Оксфордского университета. Эти датчики могут работать, находясь на верхней части платформы, и способны обнаруживать вибрации до частот вплоть до 50 герц в нижнем диапазоне человеческого слуха.
«Система InSight действует как гигантское ухо», - рассказал Том Пайк, член научной группы InSight. - «Солнечные панели на боковых сторонах спускаемого аппарата реагируют на колебания давления ветра. Это похоже на то, что InSight закрывает уши и слышит, как на него дует ветер Марса. Когда мы регистрировали вибрации спускаемого аппарата, исходящие от солнечных панелей, то они совпали с ожидаемым направлением ветра на площадке приземления."
Пайк сравнил эффект с флагом на ветру. Когда ветер развивает флаг, он создает колебания давления воздуха, которые человеческое ухо воспринимает как звук. Отдельно APSS регистрирует изменение давления непосредственно в разреженном марсианском воздухе.
«В буквальном смысле это и есть звук - изменения давления воздуха», - говорит научный руководитель проекта APSS Дон Банфилд из Университета Корнелла в Итаке, Нью-Йорк. «Вы слышите это всякий раз, когда говорите с кем-то…».
В отличие от вибраций, регистрируемых короткопериодическими датчиками, звук, регистрируемый APSS составляет около 10 герц, ниже диапазона человеческого слуха.
Необработанный аудиофайл с сейсмометра сначала был записан без изменений; вторая версия была поднята на две октавы, чтобы быть более воспринимаемой человеческим ухом - особенно когда она слышна через ноутбук или мобильные колонки. Второй аудиофайл из APSS был ускорен в 100 раз, что увеличило его частоту.
Более «чистый» звук с Марса еще впереди. Всего через пару лет марсоход NASA Mars 2020 должен приземлиться с двумя микрофонами на борту. Первый микрофон, предоставленный Лабораторией реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) НАСА, специально предназначен для записи звука посадки на Марс. Второй, являющийся частью набора инструментов дистанционного зондирования SuperCam, сможет детектировать звук лазера, когда тот будет «пилить» породы, составляющие поверхность планеты. Это поможет идентифицировать их состав на основе изменения частоты звука.
