Микрофоны улавливают звуки с чужой планеты! Проверьте, как ваш голос будет звучать на Марсе.
Микрофоны марсохода Perseverance уловили звуки, раскрывающие сложную акустическую среду Марса, которая полностью отличается от земной. На необработанных кадрах, снятых через два дня после успешной посадки марсохода , слышен слабый стук, за которым следует порыв ветра, бьющий в микрофон. Микрофон на боку Perseverance записал звук 20 февраля 2021 года. Звуки, которые, кажется, исходят от самого марсохода, доминируют в записи, но они не единственные.
Записанный удар может исходить от какого-то объекта, движущегося внутри марсохода, но большинство звуков, улавливаемых микрофоном, исходят снаружи. По крайней мере, так говорит Алекс Стотт из Тулузского университета, член международной группы, которая только что опубликовала анализ марсианских записей, доступный на сайте Nature . Команда использует эти видео для изучения атмосферы Марса и того, как она взаимодействует с марсоходом.
Интересно, что теоретики и раньше моделировали акустику марсианской атмосферы, но им катастрофически не хватало реальных измерений, которые могли бы подтвердить отдельные модели. Однако это произошло не из-за нежелания пытаться записывать звуки с Марса и его исследования в целом. Космический аппарат NASA Mars Polar Lander , например, был оборудован микрофонами, но, к сожалению, в 1999 году он разбился. Phoenix Lander , напротив, тоже был оснащен микрофонами и сумел совершить успешную посадку на планету в 2008 году, но последующие технические проблемы помешали их работе. Не говоря уже о других зондах, которые вообще не достигли Марса.
Трижды повезло! Оба микрофона на борту Perseverance заработали вскоре после его приземления в феврале 2021 года. Один из них, расположенный на мачте камеры SuperCam, включили на следующий день после приземления. После раскладывания мачты она находилась на высоте 2,1 метра над "землей".Вторая записывает звуки с высоты около метра.Включена на следующий день после приземления.Оба воспринимают естественные звуки марсианского ветра,а также звуки работы вездехода.
Звуковой ландшафт формируется распространением акустических волн, которое, в свою очередь, зависит от давления и состава газа, через который проходят волны. Атмосфера на Марсе имеет давление менее 1% от давления земной атмосферы и на 95% состоит из углекислого газа, поэтому неудивительно, что звуки там имеют очень разные направления. Эти различия также означают, что звуковые волны на Марсе затухают примерно в 100 раз сильнее, чем на Земле.
Марсианские ветры также турбулентны, генерируют звуки и создают вихри, которые постепенно рассеивают энергию. Разреженная атмосфера Красной планеты способствует турбулентной конвекции и быстрым изменениям давления в течение дня, но ночью там происходит сильное радиационное охлаждение, что приводит к стабильным условиям, препятствующим турбулентности.
Настойчивость сама может измерять скорость звука в марсианской атмосфере — когда он запускает лазерные импульсы, испаряя камни на расстоянии нескольких метров друг от друга. Затем микрофоны регистрируют ударные волны, вызванные теплом лазера, как определенные щелчки. Измерение времени между импульсом лазера и щелчком позволяет ученым определить марсианскую скорость звука, что подтверждает, что она составляет 240 метров в секунду, что немного медленнее, чем на Земле (340 м/с). Измерения также показали, что марсианский звук имеет и другие странные характеристики. Одна из них заключается в том, что скорость звука увеличивается примерно на 10 м/с по мере того, как частота звука поднимается выше 240 герц — из-за вибрационных резонансов в углекислом газе, из которого состоит большая часть марсианского воздуха.«Похожий всплеск происходит и на Земле, но на более высоких частотах и в стратосфере, — добавляет Стотт, — поэтому никто из нас его не замечает».
В целом передача звука в марсианском воздухе слабее, чем на Земле, и быстро падает с частотой, что делает Марс довольно тихим местом.
Микрофоны Mars также собирают данные для мониторинга работы инструментов и тестирования оборудования вездехода. Чтобы проверить возможности генерации кислорода на Марсе, НАСА проводит эксперимент под названием MOXIE . Помимо прочего, в нем работают насосы, и звуки, издаваемые этими и другими устройствами, могут помочь инженерам на Земле контролировать их работу. Микрофоны также были достаточно чувствительными, чтобы обнаруживать шум, создаваемый небольшим экспериментальным вертолетом Ingenuity, который был первым самолетом, совершившим полет на другую планету.
«Мы используем звук как новый метод исследования, — объясняет Стотт. - Марс дает нам первую такую возможность, которая у нас есть сегодня после многих попыток. Может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем таким же образом изучать другие тела Солнечной системы.
Стоит добавить, что в космосе много интересных объектов для прослушивания. В частности, самый большой спутник Сатурна, Титан , имеет азотно-метановую атмосферу, создающую давление примерно на 50% выше, чем у Земли. Давление у поверхности планеты на горячей Венере, атмосфера которой содержит большое количество углекислого газа, в свою очередь более чем в 90 раз превышает земное. К сожалению, следующие миссии к этим глобусам, в том числе запланированная миссия Dragonfly к Титану, два орбитальных аппарата и атмосферный зонд для Венеры, еще не будут иметь собственных микрофонов.
