Марсоход NASA Perseverance впервые записал звуки с Марса, слышимые человеческим ухом

Марсоход НАСА Perseverance, который с февраля 2021 года исследует поверхность Марса, впервые записал акустическую среду Красной планеты. Международная группа1 под руководством академика Университета Тулузы III - Поля Сабатье, включающая ученых из CNRS и ISAE-SUPAERO, провела анализ этих звуков, которые были получены с помощью прибора SuperCam, построенного во Франции под руководством французского космического агентства CNES.  Их выводы опубликованы 1 апреля 2022 года в журнале Nature.

В течение 50 лет межпланетные зонды возвращали тысячи поразительных изображений поверхности Марса, но ни разу - ни одного звука. Теперь миссия НАСА Perseverance положила конец этой оглушительной тишине, записав первые в истории марсианские звуки. Научная группа французско-американского прибора SuperCam2, установленного на аппарате Perseverance, была убеждена, что изучение звукового ландшафта Марса может расширить наше понимание планеты. Эта научная задача заставила их разработать микрофон, предназначенный для исследования Марса, в ISAE-SUPAERO в Тулузе, Франция.

Perseverance впервые записал звуки с Красной планеты 19 февраля 2021 года, на следующий день после прибытия. Эти звуки находятся в пределах слышимого человеком спектра, между 20 Гц и 20 кГц. Прежде всего, они показывают, что на Марсе тихо, фактически настолько тихо, что в некоторых случаях ученые думали, что микрофон больше не работает. Очевидно, что, кроме ветра, естественные источники звука встречаются редко.

В дополнение к этому исследованию ученые сосредоточились на звуках, издаваемых самим марсоходом3 , включая ударные волны, возникающие при ударе лазера SuperCam о камни, и полеты вертолета Ingenuity. Изучая распространение на Марсе этих звуков, поведение которых очень хорошо изучено на Земле, они смогли точно охарактеризовать акустические свойства марсианской атмосферы.

Исследователи показали, что скорость звука на Марсе ниже, чем на Земле: 240 м/с, по сравнению с 340 м/с на нашей планете. Однако самое удивительное заключается в том, что, оказывается, на Марсе существует две скорости звука: одна для высокочастотных звуков, другая - для низких частот4 . Затухание звука на Марсе больше, чем на Земле, особенно для высоких частот, которые, в отличие от низких частот, затухают очень быстро даже на небольших расстояниях. Все эти различные факторы затрудняют разговор двух людей, находящихся на расстоянии всего пяти метров друг от друга. Они обусловлены составом марсианской атмосферы (96% CO2, по сравнению с 0,04% на Земле) и очень низким атмосферным давлением на поверхности (в 170 раз ниже, чем на Земле).

После одного года миссии было получено в общей сложности пять часов записей акустической среды. Углубленный анализ этих звуков позволил выявить звук, порождаемый турбулентностью марсианской атмосферы. Изучение этой турбулентности в масштабах, в 1000 раз меньших, чем все ранее известные, должно расширить наши знания о взаимодействии атмосферы с поверхностью Марса. В будущем использование других роботов, оснащенных микрофонами, может помочь нам лучше понять планетарные атмосферы.