استخدام الميكروفونات الصغيرة في برنامج المثابرة التابع لناسا روفر المريخ لقد أثبت أنه مفيد بشكل لا يصدق لكل من المهندسين والعلماء. يمكن لأجهزة الاستشعار التعرف على هبوب الرياح وحتى سماع أصوات الفرقعة المتقطعة الصادرة عن نبضات الليزر الصادرة عن أدوات المركبة.
وبالمثل، فإن الشفرات الدوامة لـ براعة تم التقاط مروحية المريخ بواسطة هذه الميكروفونات، وكذلك إيقاع الضخ المريخ تجربة استخدام موارد الأكسجين في الموقع (MOXIE)، وهي تجربة لصنع الأكسجين على متن سفينة المثابرة.
استنادًا إلى المساهمات العلمية القيمة التي قدمتها هذه الأجهزة على متن المركبة Perseverance أثناء تحركها داخل Jezero Crater، فقد حان الوقت لرفع مستوى صوت الميكروفونات لاستكشاف خارج الكواكب.
متعلق ب: أصوات المريخ: مركبة المثابرة التابعة لناسا تضع آذانها على الكوكب الأحمر للمرة الأولى
الجهود الدولية
تيموثي لايتون هو أستاذ الموجات فوق الصوتية والصوتيات تحت الماء في جامعة ساوثهامبتون بالمملكة المتحدة في إنجلترا. ويواصل دعم الجهود الدولية الرامية إلى إدراج أجهزة استشعار صوتية على المسابر المتجهة إلى المريخ وإلى مجموعة متنوعة من الوجهات الفضائية الأخرى.
وقال لايتون لموقع Space.com: “إن العمل يتجاوز مجرد سماع الأصوات”، حيث يمكن تحليلها لإخبار الباحثين عن الرياح ودرجة الحرارة والكيمياء والاضطرابات على المريخ. وقال لايتون: “يمكنك تعديل كمية هائلة من المعلومات من خلال الاستماع إلى الأصوات”.
لقد ركز لايتون على إثارة الاهتمام العام للتأكد من أن صناع السياسات يبذلون جهدًا لوضع الميكروفونات في عوالم أخرى.
حزمة البرامج
ولتحقيق هذه الغاية، قامت لايتون بتزويد قبة فلكية محلية بجهاز محاكاة صوتي لاستخدامه في العروض الحية التي تهدف إلى إشراك الأطفال وإلهامهم في العلوم والهندسة. تقوم حزمة البرامج بتشغيل عمليات محاكاة صوتية تقدر الأصوات التي تنتجها الظواهر الطبيعية – أصوات الرعد والرياح والبراكين الباردة – لمرافقة العروض المرئية وعروض القبة السماوية حول استكشاف كوكب الزهرةوالمريخ وأكبر أقمار زحل، تيتان.
يمكن لحزمة البرامج أيضًا تعديل كلام مقدم العرض، أو أحد أفراد الجمهور، لمحاكاة أصواتهم كما لو كانت في أي عالم خارج الأرض قيد المناقشة.
وقال لايتون: “لقد سمح التمرين أيضًا بشرح العلوم والهندسة وراء إنشاء الأصوات”. وقال: “ومع ذلك، فإن الإنجازات الكبرى حقًا هي تلك التي تأتي من علوم وهندسة المثابرة، وبالمقارنة بذلك، فإن مساهماتي هي شيء صغير، فقط أعمل على جذب اهتمام الناس”.
نطاق مسموع
بعد هبوطها في فبراير 2021، ناساالمريخ روفر المثابرة هي المهمة الأولى إلى الكوكب الأحمر التي تمكنت من إعادة البيانات الصوتية من السطح في النطاق المسموع.
تم تجهيز الروبوت ذو العجلات بميكروفونين: ميكروفون SuperCam، الموجود أعلى سارية العربة الجوالة الدوارة، وميكروفون الدخول والهبوط والهبوط المثبت على جسم العربة الجوالة.
قام ميكروفون SuperCam بتسجيل ضوضاء الرياح والاضطرابات وعمليات المعدات المختلفة. كما أنها جعلت من الممكن إجراء تحليلات فورية لكيفية تصرف الموجات الصوتية في الغلاف الجوي الرقيق الذي يهيمن عليه ثاني أكسيد الكربون. جو المريخ.
التوقيعات الصوتية
تنشأ الأصوات المسجلة على المريخ من ثلاثة مصادر رئيسية: الغلاف الجوي (الناتج عن الاضطرابات والرياح)، وموجات الصدمة الناتجة عن أداة التحليل الطيفي للانهيار المستحث بالليزر (LIBS) الموجودة على SuperCam، والأصوات الاصطناعية التي تحدثها الأجهزة مثل المحركات على العربة الجوالة التي تدير عجلاتها.
على سبيل المثال، وفقًا لمايكل هيشت من مرصد Haystack بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، تم سماع MOXIE في كل جولة تقريبًا بواسطة ميكروفون SuperCam.
وقال هيشت لموقع Space.com: “هذا الشخص موجود في أعلى الصاري ومعزول عمداً عن الجسم بحيث ينتقل الصوت عبر الهواء”.
يأتي الصوت الاصطناعي الآخر الناتج عن الأجهزة من الشفرات الدوارة عالية السرعة لطائرة الهليكوبتر Ingenuity. كانت العديد من رحلات Ingenuity قريبة بما يكفي لتسجيل توقيعاتها الصوتية بواسطة ميكروفون SuperCam.
قائمة التشغيل المثابرة
وقال الباحثون رالف لورينز من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز، وباتيست تشيد من فريق استكشاف الفضاء والكواكب التابع لمختبر لوس ألاموس الوطني، إن هناك الآن “قائمة تشغيل المثابرة” التي تضم ساعات من الأصوات المريخية.
وفي اجتماع عقد مؤخرا للجمعية الصوتية الأمريكية، ذكر الباحثون أن الصوت الأبرز ينبع من رحلات المروحية إنجينيويتي.
وفي ورقة ذات صلة، قال لورينز إن بيانات المروحية التي تم جمعها ضرورية لفهم البيئة الصوتية للمريخ. كما تعد هذه القياسات الصوتية أداة تشخيصية مفيدة لتقييم خصائص طيران المروحية الآلية، والتي قد تكون ذات صلة بدعم عمليات عودة عينات المريخ في المستقبل.
ويشير لورينز وزملاؤه الباحثون أيضًا إلى أن مهمة الهبوط بالطائرات العمودية Dragonfly التابعة لناسا زحليمكن للقمر الجليدي تيتان، قيد التطوير حاليًا، أن يحمل واحدًا أو أكثر من الميكروفونات التي قد تقيس تشغيل الدوار/المحرك وربما تكتشف أيضًا ضوضاء الرياح أو الأصوات البيئية الأخرى.
إشارات الضغط
قصص ذات الصلة:
– تسجل المركبة الفضائية Mars Perseverance التابعة لناسا أول صوت على الإطلاق لشيطان غبار الكوكب الأحمر
– أصوات المريخ: ستضع المركبة الفضائية المثابرة التابعة لناسا آذانها على الكوكب الأحمر للمرة الأولى
– استمع إلى طنين مركبة المريخ الجوالة بيرسيفيرانس أثناء رحلتها نحو الكوكب الأحمر
ومن أجل تخطيط المهام باستخدام الميكروفونات أو أجهزة الاستشعار الصوتية الأخرى لعوالم أخرى، وتصميم تلك الأجهزة بشكل صحيح، قال لايتون إنه من المفيد التنبؤ بطبيعة الإشارات التي قد تكتشفها. وقال إن مثل هذه التوقعات يمكن، على سبيل المثال، أن تحدد مبكرًا أنه ينبغي استبدال نظام الميكروفون الفردي المخطط له بنظام ثلاثي الميكروفونات.
يُعتقد أن البرق الجوي على كوكب الزهرة يحدث بحوالي نصف المعدل الذي شوهد عليه أرض. بالإضافة إلى إمكانية توليد إشارات صوتية بسبب البرق، شياطين الغبار تحوم عبر المريخ وقال لايتون: “سيولد أيضًا إشارات ضغط”.
ثم هناك أدلة تشير إلى احتمال وجود البراكين الجليدية نبتونقمر تريتون, أقمار كوكب المشتري آيو و أوروباوتيتان وزميله قمر زحل إنسيلادوسوأشار لايتون.
خلاصة القول: اتضح أن الخارجي فضاء يمكن أن تكون مرحلة صوتية قيمة.