首次记录火星上尘暴的声音

NASA 的毅力号火星车俯瞰着火星表面,尘暴席卷着干旱的表面。

一项新的研究周二表示,当旋风的眼睛扫过美国宇航局的毅力号漫游车顶部时,首次记录了火星上尘暴的声音。

该研究的主要作者内奥米·默多克告诉法新社,当漫游者的麦克风接收到头顶上的尘暴发出的噪音时,“我们中了大奖”。

研究人员希望这些记录将有助于更好地了解火星上的天气和气候,包括其干旱的表面和稀薄的大气层曾经怎样支持生命存在。

在火星上很常见,尘暴是短暂的旋风,当地面和气温之间存在重大差异时会形成充满灰尘的旋风。

它们是 Jezero 陨石坑的一个常见特征,毅力号火星车自 2021 年 2 月以来一直在该陨石坑运行——但它之前从未成功录制过其中一个陨石坑的音频。

该视频显示了漫游者的导航相机 (Navcam) 拍摄的直接遭遇尘暴的原始图像,以及经过处理以显示尘埃数量的图像。 处理过的图像中的色标范围从最低灰尘含量(蓝色)到最高灰尘含量(黄色)。 大气压力由火星环境动力学分析仪仪器记录。 声音是由 SuperCam 麦克风录制的。 尘暴遭遇发生在 2021 年 9 月 27 日。R. Lapeyre (CNES) 已准备好公开发布声音。 图片来源:NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/CNRS/INTA-CSIC/Space Science Institute/ISAE-SUPAERO

2021 年 9 月 27 日,一次偶然的机会,一个 118 米(390 英尺)高、25 米宽的尘暴直接从火星车上方掠过。

这一次,火星车 SuperCam 上的麦克风——之前记录了来自火星表面的第一个音频——设法捕捉到了尘暴低沉、呼呼的声音。

法国 ISAE-SUPAERO 空间研究所的行星研究员默多克说:“我们听到与尘暴有关的风,在它到达的那一刻,就什么也听不见了,因为我们正处于漩涡的中心。” .

她补充说,然后“当麦克风穿过尘暴的第二面墙”时,声音又回来了。


这些是由漫游者的导航相机 (Navcam) 拍摄的直接遭遇尘暴的图像。 这些图像已经过处理以显示灰尘量。 色标范围从最低粉尘含量(蓝色)到最高粉尘含量(黄色)。 图片来源:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/ISAE-SUPAERO

尘魔之谜

她说,尘埃的撞击发出了“tac tac tac”的声音,这将使研究人员能够计算出粒子的数量,从而研究旋风的结构和行为。

它还可以帮助解开一个困扰科学家的谜团。 默多克说,在火星的某些地方,“旋风通过吸走灰尘,沿途清洁火星车的太阳能电池板”。

但在其他地区,旋风经过时不会扬起太多灰尘。 “他们只是在移动空气,”默多克说,并补充说“我们不知道为什么”。

为了 example她说,NASA InSight 着陆器的太阳能电池板“布满灰尘”,因为它所处的位置无法利用这些天然真空吸尘器。

了解为什么会发生这种情况可以帮助科学家建立一个尘暴模型,这样他们就可以预测旋风接下来可能袭击的地方。

  • 科学家首次获得火星上尘暴的录音
    该图显示了尘暴相对于毅力号火星车的相对大小。 根据综合数据和建模确定的尘暴直径(白色圆圈)为 25 m。 蓝色虚线箭头表示尘暴轨迹方向。 流动站导航相机 (Navcam) 的视野由浅三角形表示。 在 t1 时,毅力在前涡壁中,在 t2 时,毅力在涡眼内,在 t3 时,毅力在尾涡壁中。 漩涡和流动站按比例绘制。 橙色箭头表示涡旋风的顺时针旋转方向。 图片来源:N. Murdoch / ISAE-SUPAERO
  • 科学家首次获得火星上尘暴的录音
    这是麦克风声压级的频谱图,显示了低频风噪声、高频谷物冲击以及 760 Hz 的流动站泵谐波。 由于来自麦克风底部的声音反射,大颗粒撞击会导致大约 6 kHz 的声学回声。 图片来源:N. Murdoch / ISAE-SUPAERO

它甚至可以揭示席卷地球的巨大沙尘暴,2015 年由马特·达蒙主演的科幻电影《火星救援》中对沙尘暴进行了著名描述。 然而,默多克指出,影片中展示的沙尘暴的暴力是“不现实的”。

行星科学家西尔维斯特·莫里斯 (Sylvestre Maurice) 是发表在《自然通讯》(Nature Communications) 杂志上的这项研究的合著者,他说,分析火星尘埃可以“探索”地面与极薄大气之间的相互作用。

数十亿年前的大气层要厚得多,这使得维持生命的液态水得以存在,莫里斯说,他也在 SuperCam 上工作。

“你可能认为今天研究火星气候与寻找数十亿年前的生命痕迹无关,”他说。

“但它是一个整体的一部分,因为火星的历史是一个极端气候变化的历史,从一个潮湿、炎热的星球到一个完全干旱和寒冷的星球。”