Et af InSights 2,2 meter brede solpaneler blev afbildet af landerens instrumentindsættelseskamera, som er fastgjort til albuen af dens robotarm. Kredit:NASA/JPL-Caltech
NASAs indre udforskning ved hjælp af seismiske undersøgelser, Geodesy and Heat Transport InSight lander, som landede på Mars for bare 10 dage siden, har givet de første "lyde" nogensinde af marsvinde på den røde planet. En medie-telekonference om disse lyde vil blive afholdt i dag kl. 12.30. EST (9:30 PST).
InSight-sensorer fangede en forrygende lav rumlen forårsaget af vibrationer fra vinden, estimeret til at blæse mellem 10 til 15 mph (5 til 7 meter i sekundet) den 1. december, fra nordvest til sydøst. Vindene var i overensstemmelse med retningen af støvdjævelstriber i landingsområdet, som blev observeret fra kredsløb.
"At optage denne lyd var en uplanlagt forkælelse, " sagde Bruce Banerdt, InSight hovedefterforsker ved NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, Californien. "Men en af de ting, vores mission er dedikeret til, er at måle bevægelse på Mars, og det inkluderer naturligvis bevægelse forårsaget af lydbølger."
To meget følsomme sensorer på rumfartøjet registrerede disse vindvibrationer:en lufttrykssensor inde i landeren og et seismometer, der sidder på landerens dæk, afventer implementering af InSights robotarm. De to instrumenter optog vindstøjen på forskellige måder. Lufttrykssensoren, del af Auxiliary Payload Sensor Subsystem (APSS), som vil indsamle meteorologiske data, registrerede disse luftvibrationer direkte. Seismometeret registrerede lander-vibrationer forårsaget af vinden, der bevægede sig over rumfartøjets solpaneler, som hver er 7 fod (2,2 meter) i diameter og stikker ud fra siderne af landeren som et kæmpe par ører.
Dette er den eneste fase af missionen, hvor seismometeret, kaldet Seismic Experiment for Interior Structure SEIS, vil være i stand til at detektere vibrationer genereret direkte af landeren. Om et par uger, det vil blive placeret på Mars-overfladen af InSights robotarm, derefter dækket af et hvælvet skjold for at beskytte det mod vind og temperaturændringer. Det vil stadig registrere landerens bevægelse, selvom den kanaliseres gennem Mars-overfladen. For nu, det optager vibrationsdata, som forskere senere vil være i stand til at bruge til at fjerne støj fra landeren, når SEIS er på overfladen, giver dem mulighed for at opdage bedre faktiske marskælv.
Når jordskælv opstår på jorden, deres vibrationer, som hopper rundt inde på vores planet, få det til at "ringe" på samme måde som en klokke skaber lyd. InSight vil se, om rystelser, eller marsquakes, har en lignende effekt på Mars. SEIS vil opdage disse vibrationer, der vil fortælle os om den røde planets dybe indre. Forskere håber, at dette vil føre til ny information om dannelsen af planeterne i vores solsystem, måske endda fra vores egen planet.
SEIS, Frankrigs Centre National d'Études Spatiales (CNES), omfatter to sæt seismometre. Dem, som franskmændene bidrager med, vil blive brugt, når SEIS er indsat fra dækket af landeren. Men SEIS inkluderer også kort periode (SP) silicium sensorer udviklet af Imperial College London med elektronik fra Oxford University i Storbritannien. Disse sensorer kan arbejde mens de er på landerens dæk og er i stand til at detektere vibrationer op til frekvenser på næsten 50 hertz, ved det nedre område af menneskelig hørelse.
"InSight-landeren fungerer som et kæmpe øre, " sagde Tom Pike, InSight videnskabsteammedlem og sensordesigner ved Imperial College London. "Solpanelerne på landerens sider reagerer på vindens trykudsving. Det er som om, at InSight sætter sig for ørerne og hører Mars-vinden slå på den. Da vi så på retningen af landerens vibrationer, der kommer fra solpanelerne, det matcher den forventede vindretning på vores landingssted."
Gedde sammenlignede effekten med et flag i vinden. Som et flag bryder vinden op, det skaber svingninger i lufttrykket, som det menneskelige øre opfatter som blafrende. Separat, APSS registrerer ændringer i tryk direkte fra den tynde Marsluft.
"Det er bogstaveligt talt, hvad lyd er - ændringer i lufttrykket, " sagde Don Banfield InSights videnskabsleder for APSS fra Cornell University i Ithaca, New York. "Det hører du, når du taler til nogen på tværs af lokalet."
Spektrogrammet af vibrationer (frekvensspektrum over tid) registreret af to af de tre sensorer på korttidsseismometeret på NASAs InSight-lander på Mars. Dette spektrogram viser den første 1, 000 sekunder, cirka 20 minutter, af InSights første seismiske data fra den røde planet. Landerens vibrationer skyldes, at vinden passerer over rumfartøjet, især de store solpaneler. Annoteringen angiver det 20-sekunders rå lydklip, der blev spillet tidligere. Kredit:NASA/JPL-Caltech/CNES/UKSA/Imperial College London/Oxford
I modsætning til vibrationerne registreret af korttidssensorerne, lyd fra APSS er omkring 10 hertz, under menneskelig hørelse.
Den rå lydprøve fra seismometeret blev frigivet uændret; en anden version blev hævet med to oktaver for at være mere mærkbar for det menneskelige øre - især når den høres gennem bærbare eller mobile højttalere. Den anden lydprøve fra APSS blev fremskyndet med en faktor på 100, hvilket flyttede det op i frekvens.
En endnu klarere lyd fra Mars er endnu ikke kommet. På blot et par år, NASAs Mars 2020 rover er planlagt til at lande med to mikrofoner om bord. Den første, leveret af JPL, er inkluderet specifikt for at optage, for første gang, lyden af en Mars-landing. Den anden er en del af SuperCam og vil være i stand til at registrere lyden af instrumentets laser, mens den zapper forskellige materialer. Dette vil hjælpe med at identificere disse materialer baseret på ændringen i lydfrekvens.