機(jī)智號(hào)進(jìn)行第四次火星試飛 火星車錄下火星直升機(jī)飛行聲音

5月8日，當(dāng)?shù)貢r(shí)間周五，美國(guó)宇航局(NASA)公布了火星車“毅力號(hào)”傳回的最新文件，里面包括火星直升機(jī)“機(jī)智號(hào)”在火星上進(jìn)行第四次飛行時(shí)的聲音。這是人類史上首次通過(guò)探測(cè)器在外星世界表面錄制另一架航天器發(fā)出聲音的音頻。

2021年4月30日，機(jī)智號(hào)進(jìn)行了第四次火星試飛，毅力號(hào)火星車上的SuperCam儀器附帶的麥克風(fēng)捕捉到了這架直升機(jī)旋翼發(fā)出的嗡嗡聲和風(fēng)聲。當(dāng)時(shí)，激光從遠(yuǎn)處照射巖石，用光譜儀研究它們的蒸氣以揭示化學(xué)成分。該儀器的麥克風(fēng)記錄了激光打擊的聲音，這些聲音提供了有關(guān)目標(biāo)的物理屬性信息，比如它們的相對(duì)硬度。麥克風(fēng)還可以記錄周圍的噪音，比如火星風(fēng)聲。

法國(guó)國(guó)立高等航空航天學(xué)院行星科學(xué)教授、SuperCam麥克風(fēng)科學(xué)負(fù)責(zé)人大衛(wèi)·米蒙(David Mimoun)說(shuō)：“這是個(gè)巨大的驚喜。我們?cè)诘厍蛏线M(jìn)行的測(cè)試和模擬表明，麥克風(fēng)幾乎聽不到直升機(jī)發(fā)出的聲音，因?yàn)榛鹦谴髿鈺?huì)強(qiáng)烈抑制聲音的傳播。不過(guò)，我們很幸運(yùn)在這么遠(yuǎn)的地方記錄下了聲音，它將成為我們了解火星大氣的一座金礦。”

毅力號(hào)共攜帶有兩個(gè)麥克風(fēng)，分別是SuperCam儀器麥克風(fēng)和作為火星車進(jìn)入火星大氣層、下降和著陸攝像系統(tǒng)組成部分的麥克風(fēng)。這兩個(gè)麥克風(fēng)在4月30日之前就已經(jīng)捕捉到了火星上的聲音，這是有史以來(lái)首次在火星表面進(jìn)行錄音。

由于毅力號(hào)在距機(jī)智號(hào)起降地點(diǎn)80米的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行記錄，它抓拍到了到目前為止機(jī)智號(hào)的所有飛行視頻，但任務(wù)團(tuán)隊(duì)直到機(jī)智號(hào)進(jìn)行第四次試飛才嘗試錄制音頻。他們不確定麥克風(fēng)是否能捕捉到任何飛行聲音。即使在飛行過(guò)程中，當(dāng)直升機(jī)旋翼以每分鐘2537轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，聲音也會(huì)因?yàn)榛鹦窍”〉拇髿舛蟠鬁p弱。在飛行的最初時(shí)刻，火星上的陣風(fēng)也會(huì)遮蔽它。不過(guò)，仔細(xì)傾聽，直升機(jī)旋翼發(fā)出的嗡嗡聲在火星風(fēng)中隱約可聞。

科學(xué)家們通過(guò)隔離84赫茲的直升機(jī)旋翼聲音，將頻率降低到80赫茲以下和90赫茲以上，并增加剩余信號(hào)的音量，使以單聲道錄制的音頻更容易被聽到。有些頻率被削減，以突出直升機(jī)的嗡嗡聲。當(dāng)直升機(jī)通過(guò)攝像機(jī)的視野時(shí)，嗡嗡聲最大。

NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的毅力號(hào)有效載荷開發(fā)經(jīng)理索倫·馬德森(Soren Madsen)說(shuō)：“這是不同的有效載荷儀器套件相互補(bǔ)充、產(chǎn)生信息協(xié)同效應(yīng)的一個(gè)例子。在這種特殊情況下，麥克風(fēng)和視頻讓我們可以觀察直升機(jī)，就像我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)一樣，而其他儀器產(chǎn)生的附加信息可以確認(rèn)飛行路線的細(xì)節(jié)。”

SuperCam是由新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)的，包括幾個(gè)光譜儀、控制電子設(shè)備和軟件。包括麥克風(fēng)在內(nèi)的桅桿裝置是由法國(guó)國(guó)家空間研究中心(CNRS)、法國(guó)國(guó)立高等航空航天學(xué)院以及法國(guó)大學(xué)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室共同研發(fā)建造的。火星車甲板上的校準(zhǔn)目標(biāo)系統(tǒng)由西班牙巴拉多利德大學(xué)提供。

2月18日，機(jī)智號(hào)隨同毅力號(hào)火星車降落在火星耶澤洛隕石坑。數(shù)十億年前，這里曾是個(gè)巨大湖泊與河流三角洲。4月初，機(jī)智號(hào)開始了人類首次在外星球上進(jìn)行的飛行技術(shù)演示。其表現(xiàn)非常出色，為此NASA決定延長(zhǎng)其任務(wù)期限。這架直升機(jī)現(xiàn)在正在過(guò)渡到一個(gè)新的階段，在此期間它將試圖展示火星旋翼機(jī)在偵察方面的潛力。

機(jī)智號(hào)即將進(jìn)行第五次飛行測(cè)試，與前四次往返飛行不同的是，這次飛行屬于單程飛行，機(jī)智號(hào)將飛往距其當(dāng)前位置129米的新機(jī)場(chǎng)。這個(gè)新地點(diǎn)在毅力號(hào)計(jì)劃中的路線上，兩者必須保持相對(duì)較近的距離，因?yàn)闄C(jī)智號(hào)的通信必須通過(guò)毅力號(hào)完成。與此同時(shí)，毅力號(hào)正準(zhǔn)備投入到自己的科學(xué)任務(wù)中，這項(xiàng)任務(wù)有兩個(gè)主要目標(biāo)：尋找火星古代生命的跡象，以及收集和儲(chǔ)存數(shù)十個(gè)樣本，以便未來(lái)送返地球。

噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室“機(jī)智號(hào)”機(jī)械工程負(fù)責(zé)人喬什·拉維奇(Josh Ravich)表示：“我們這次不會(huì)掉頭往回飛，而且實(shí)際上將攀登到33英尺(10米)的新高度，并拍攝該地區(qū)更多的彩色以及黑白圖像。經(jīng)過(guò)大約110秒的飛行后，機(jī)智號(hào)將會(huì)著陸，完成它的首次單程旅行。當(dāng)它降落在新的地點(diǎn)時(shí)，我們將開始一個(gè)新的技術(shù)演示階段。在這個(gè)階段，我們將展示其可以做些什么來(lái)幫助未來(lái)的其他任務(wù)。”(小小)