Hoor de geluiden die vanaf Mars zijn vastgelegd door NASA’s Persevering Rover

Dankzij twee microfoons aan boord van NASA’s Perseverance-ruimtevaartuig, registreerde de missie bijna vijf uur Martiaanse winden, de wielen van de rover die over kiezelstenen braken en de motoren zoemden terwijl het ruimtevaartuig zijn arm bewoog. Met deze geluiden kunnen wetenschappers en ingenieurs de Rode Planeet op nieuwe manieren ervaren – en iedereen wordt uitgenodigd om te luisteren.

“Het is alsof je er echt staat”, zegt Baptiste Chede, een planetaire wetenschapper die gegevens van microfoons bestudeert aan het Instituut voor Onderzoek in Astrofysica en Planeten in Frankrijk. “De geluiden van Mars hebben sterke bastrillingen, dus als je de koptelefoon opzet, kun je het echt voelen. Ik denk dat de microfoons een belangrijke bron zullen zijn voor toekomstige Mars- en zonnestelselwetenschap.”

Perseverance is het eerste ruimtevaartuig dat het geluid van de Rode Planeet opneemt met behulp van speciale microfoons – beide in de handel verkrijgbare, kant-en-klare hardware. Eentje rijdt op de zijkant van het roverchassis. De tweede microfoon bevindt zich op de volhardingsmast als aanvulling op het rock-en-atmosfeeronderzoek van het SuperCam-laserinstrument.

De lichaamsmicrofoon werd geleverd door NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, terwijl het SuperCam-instrument en de microfoon werden geleverd door Los Alamos National Laboratory (LANL) in New Mexico en een groep Franse onderzoekslaboratoria onder auspiciën van National Center Dr. ‘Etudes Spatiales (CNES).

Het tijdperk van ruimtemicrofoons

SuperCam bestudeert rotsen en grond door er met een laser op te slaan en vervolgens de resulterende damp te analyseren met een camera. Omdat de laser tot honderden keren per doel pulseert, neemt de kans om het geluid van die bliksemschichten op te pikken snel toe: de microfoon heeft al meer dan 25.000 laserschoten opgenomen.

Sommige van deze opnames leren wetenschappers over veranderingen in de atmosfeer van de planeet. Geluid wordt immers overgedragen via trillingen in de lucht. Vanuit zijn positie op de persistentiemast is de SuperCam-microfoon ideaal geplaatst om “micro-verstoringen” – kleine verschuivingen in de lucht – te monitoren en vormt een aanvulling op de speciale windsensoren van de rover, die deel uitmaken van een atmosferisch instrumentenpakket genaamd MEDA, een afkorting voor Mars Omgevingsdynamica analysator.

MEDA-sensoren meten windsnelheid, druk en temperatuur één tot twee keer per seconde gedurende maximaal twee uur per keer. Aan de andere kant kan een SuperCam-microfoon gedurende enkele minuten vergelijkbare informatie leveren met een snelheid van 20.000 keer per seconde.

“Het is alsof je een vergrootglas vergelijkt met een microscoop met een vergroting van 100 keer”, zegt Jose Rodriguez Manfredi, hoofdonderzoeker van MEDA van het Centro de Astrobiología (CAB) van het Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial in Madrid. “Vanuit het oogpunt van een weerwetenschapper vullen elk perspectief – detail en context – elkaar aan.”

Met de microfoon kan ook worden onderzocht hoe geluid zich op Mars voortplant. Omdat de atmosfeer van de planeet veel minder dicht is dan die van de aarde, weten wetenschappers dat vooral hoge tonen moeilijk te horen zijn. Een paar wetenschappers waren zelfs verrast – niet zeker of ze iets hoorden – toen de microfoon de rotors van de Ingenuity-helikopter oppikte tijdens zijn vierde vlucht, op 30 april, vanaf een afstand van 262 voet (80 meter).

De informatie van het geluid van de helikopter stelde de onderzoekers in staat om twee van de drie modellen uit te sluiten die zijn ontwikkeld om te voorspellen hoe geluid zich op Mars zou voortplanten.

“Geluid op Mars gaat veel verder dan we dachten”, zegt Nina Lanza, een SuperCam-wetenschapper die bij LANL met microfoongegevens werkt. “Het laat zien hoe belangrijk het is om veldwetenschap te doen.”

geluid controle

Er is nog een ander aspect van ruimteverkenning dat baat kan hebben bij een audiodimensie: het onderhoud van ruimtevaartuigen. Ingenieurs gebruiken camera’s om wielslijtage op Curiosity en stof dat zich ophoopt op Insight’s zonnepanelen te controleren. Met microfoonsZe kunnen ook de prestaties van het ruimtevaartuig controleren zoals monteurs naar de motor van het voertuig zouden luisteren.

Het Perseverance-team verzamelt tal van opnames van de chassismicrofoon van de rover, die goed is geplaatst om naar de wielen en andere interieursystemen te luisteren. Hoewel er nog niet genoeg opnames zijn om eventuele veranderingen te detecteren, kunnen ingenieurs na verloop van tijd die gegevens mogelijk onderzoeken en subtiele verschillen ontdekken, zoals de overdracht van extra elektrische stroom naar een bepaald wiel. Dit zou bijdragen aan de manieren waarop ze de gezondheid van het ruimtevaartuig al in de gaten houden.

“We horen deze geluiden graag regelmatig”, zegt Vandi Verma, hoofdingenieur van Perseverance voor robotoperaties bij JPL. “We luisteren routinematig naar veranderingen in geluidspatronen op ons testvoertuig hier op aarde, wat erop kan wijzen dat er een probleem is dat aandacht nodig heeft.”

Meer over de missie

Astrobiologie is een van de hoofddoelen van de persistentiemissie naar Mars, inclusief het zoeken naar tekenen van oud microbieel leven. De rover zal de geologie van de planeet en het klimaat in het verleden karakteriseren, de weg vrijmaken voor menselijke verkenning van de Rode Planeet, en zal de eerste missie zijn om Mars-rotsen en regoliet (gebroken rots en stof) te verzamelen en op te slaan in een cache.

Daaropvolgende NASA-missies, in samenwerking met de European Space Agency ESA, zullen ruimteschip naar Mars om deze verzegelde monsters van het oppervlak te verzamelen en terug te brengen naar de aarde voor diepgaande analyse.

De Mars 2020 Perseverance-missie maakt deel uit van NASA’s Lunar-to-Mars Exploration Approach, waaronder Artemis-missies naar de maan die zullen helpen bij de voorbereiding op menselijke verkenning van de Rode Planeet.

meer informatie:
Ga voor meer informatie over Perseverance naar mars.nasa.gov/mars2020/ en nasa.gov/perseverance.