El uso de pequeños micrófonos en el Perseverance de la NASA Mars Rover ha demostrado ser increíblemente beneficioso tanto para ingenieros como para científicos. Los sensores pueden identificar ráfagas de viento e incluso escuchar los sonidos entrecortados de los pulsos láser emitidos por los instrumentos del rover.
De manera similar, las aspas giratorias del Ingenio Estos micrófonos han captado helicópteros de Marte, al igual que el ritmo de bombeo del Marte Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno (MOXIE), un experimento de producción de oxígeno a bordo del Perseverance.
Basado en las valiosas contribuciones científicas que estos instrumentos han hecho a bordo del Perseverance mientras avanza dentro del cráter Jezero, es hora de subir el volumen de los micrófonos para la exploración extraplanetaria.
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Esfuerzos internacionales
Timothy Leighton es profesor de Ultrasónicos y Acústica Subacuática en la Universidad de Southampton en Inglaterra, Reino Unido. Continúa apoyando los esfuerzos internacionales para incluir sensores acústicos en sondas dirigidas a Marte y a una variedad de otros destinos espaciales.
“El trabajo va más allá de simplemente escuchar sonidos”, dijo Leighton a Space.com, ya que pueden analizarse para informar a los investigadores sobre el viento, la temperatura, la química y las turbulencias en Marte. “Puedes modificar una gran cantidad de información escuchando sonidos”, dijo Leighton.
Leighton se ha centrado en despertar el interés público para garantizar que los responsables de la formulación de políticas se esfuercen por colocar micrófonos en otros mundos.
Paquete de software
Con ese fin, Leighton suministró un dispositivo de simulación acústica a un planetario local para su uso en espectáculos en vivo destinados a involucrar e inspirar a los niños en la ciencia y la ingeniería. El paquete de software reproduce simulaciones de audio que estiman los sonidos producidos por fenómenos naturales (sonidos de truenos, viento y criovolcanes) para acompañar presentaciones visuales y espectáculos en planetarios sobre la exploración de VenusMarte y la luna más grande de Saturno, Titán.
El paquete de software también puede modificar el discurso del presentador, o de un miembro de la audiencia, para simular sus voces como sonarían en cualquier mundo extraterrestre que se esté discutiendo.
“El ejercicio también ha permitido una explicación de la ciencia y la ingeniería detrás de la creación de los sonidos”, dijo Leighton. “Sin embargo, los avances realmente importantes son los que provienen de la ciencia y la ingeniería de Perseverance”, dijo, “y en comparación con eso, mis contribuciones son pequeñas, solo funcionan para interesar a la gente”.
Rango audible
Tras su aterrizaje en febrero de 2021, NASAMarte rover de perseverancia es la primera misión al Planeta Rojo que ha podido devolver datos acústicos de la superficie en el rango audible.
El robot con ruedas está equipado con dos micrófonos: el micrófono SuperCam, colocado en la parte superior del mástil giratorio del rover y el micrófono de entrada, descenso y aterrizaje fijado en el cuerpo del rover.
El micrófono SuperCam ha registrado el ruido del viento y las turbulencias y diversas operaciones del equipo. También ha hecho posible crear análisis sobre el terreno de cómo se comportan las ondas sonoras en la delgada capa dominada por el dióxido de carbono. atmósfera de marte.
Firmas acústicas
Los sonidos grabados en Marte se originan de tres fuentes principales: la atmósfera (creada por turbulencias y viento), las ondas de choque generadas por el instrumento de espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) en la SuperCam y sonidos artificiales inducidos por hardware, como los motores. en el rover girando sus ruedas.
Por ejemplo, según Michael Hecht del MIT Haystack Observatory, MOXIE se escuchó en casi todas las sesiones a través del micrófono SuperCam.
“Ese está en la parte superior del mástil y está intencionalmente aislado del cuerpo para que el sonido viaje por el aire”, dijo Hecht a Space.com.
Otro sonido artificial inducido por hardware proviene de las palas giratorias de alta velocidad del helicóptero Ingenuity. Varios vuelos de Ingenuity estaban lo suficientemente cerca como para que el micrófono SuperCam registrara sus firmas acústicas.
Lista de reproducción de perseverancia
Ahora hay una “lista de reproducción Perseverance” que presenta horas de sonidos marcianos, dijeron los investigadores Ralph Lorenz del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins y Baptiste Chide del Equipo de Exploración Planetaria y Espacial del Laboratorio Nacional de Los Álamos.
En una reunión reciente de la Sociedad Estadounidense de Acústica, los investigadores informaron que el sonido más prominente proviene de los vuelos del helicóptero Ingenuity.
En un artículo relacionado, Lorenz dijo que los datos recopilados desde helicópteros son fundamentales para comprender el entorno acústico de Marte. Además, esas mediciones acústicas son una herramienta de diagnóstico útil para evaluar las características de vuelo del helicóptero robótico, que bien pueden ser relevantes para respaldar futuras operaciones de retorno de muestras a Marte.
Lorenz y sus colegas investigadores también señalan que la misión del módulo de aterrizaje con rotores Dragonfly de la NASA para SaturnoLa luna helada Titán, actualmente en desarrollo, podría llevar uno o más micrófonos que puedan medir el funcionamiento del rotor/motor y quizás también detectar el ruido del viento u otros sonidos ambientales.
Señales de presión
Para planificar misiones con micrófonos u otros sensores acústicos para otros mundos y diseñar esos instrumentos correctamente, Leighton dijo que es útil predecir la naturaleza de las señales que podrían detectar. Tales predicciones podrían, por ejemplo, identificar tempranamente que un sistema de micrófono único planificado debería ser reemplazado por un sistema de tres micrófonos, dijo.
Se cree que los rayos atmosféricos en Venus ocurren aproximadamente a la mitad de la velocidad observada en Tierra. Además de la posible generación de señales acústicas debido a los rayos, remolinos de polvo arremolinándose en Marte También generaría señales de presión, dijo Leighton.
Luego hay evidencia que sugiere la posible presencia de criovolcanes en Neptunola luna Tritón, Las lunas de Júpiter yo y europay Titán y su compañera luna de Saturno. Enceladoseñaló Leighton.
En pocas palabras: resulta que el exterior espacio puede ser un valioso escenario sonoro.