Tack vare två mikrofoner ombord på NASA:s Perseverance-rover, uppdraget har registrerat nästan fem timmars vindbyar från mars, roverhjul som krassar över grus, och motorer som snurrar när rymdfarkosten rör armen. Dessa ljud låter forskare och ingenjörer uppleva den röda planeten på nya sätt – och alla är välkomna att lyssna.

"Det är som att du verkligen står där, sa Baptiste Chide, en planetforskare som studerar data från mikrofonerna vid L'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie i Frankrike. "Marsljud har starka basvibrationer, så när du sätter på dig hörlurar, du kan verkligen känna det. Jag tror att mikrofoner kommer att vara en viktig tillgång för framtida Mars- och solsystemvetenskap."

Perseverance är den första rymdfarkost som spelade in ljudet från den röda planeten med hjälp av dedikerade mikrofoner - som båda var kommersiellt tillgängliga, hyllan enheter. Man åker på sidan av roverns chassi. Den andra mikrofonen sitter på Perseverances mast som ett komplement till SuperCam laserinstrumentets undersökningar av stenar och atmosfären.

Kroppsmikrofonen tillhandahölls av NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien, medan SuperCam-instrumentet och dess mikrofon tillhandahölls av Los Alamos National Laboratory (LANL) i New Mexico och ett konsortium av franska forskningslaboratorier under överinseende av Centre National d'Etudes Spatiales (CNES).

Rymdmikrofonernas era

SuperCam studerar stenar och jord genom att zappa dem med en laser, sedan analysera den resulterande ångan med en kamera. Eftersom lasern pulserar upp till hundratals gånger per mål, möjligheter att fånga ljudet av dessa zaps ökar snabbt:mikrofonen har redan spelat in mer än 25, 000 laserskott.

Några av dessa inspelningar lär forskare om förändringar i planetens atmosfär. Trots allt, ljud färdas genom vibrationer i luften. Från sin sittplats på Perseverances mast, SuperCam-mikrofonen är idealiskt placerad för att övervaka "mikroturbulens" - minutväxlingar i luften - och kompletterar roverns dedikerade vindsensorer, som är en del av en svit av atmosfäriska verktyg som kallas MEDA, förkortning för Mars Environmental Dynamics Analyzer.

MEDAs sensorer provar vindens hastighet, tryck, och temperatur en till två gånger per sekund i upp till två timmar åt gången. SuperCams mikrofon, å andra sidan, kan ge liknande information med en hastighet av 20, 000 gånger per sekund under flera minuter.

"Det är ungefär som att jämföra ett förstoringsglas med ett mikroskop med 100 gångers förstoring, " sa MEDA:s huvudutredare, Jose Rodriguez-Manfredi från Centro de Astrobiología (CAB) vid Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial i Madrid. "Från väderforskarens synvinkel, varje perspektiv – detalj och sammanhang – kompletterar varandra."

Mikrofonen möjliggör också forskning om hur ljud fortplantar sig på Mars. Eftersom planetens atmosfär är mycket mindre tät än jordens, forskare visste att särskilt högre ljud skulle vara svåra att höra. Faktiskt, några forskare – osäkra på om de skulle höra något alls – blev förvånade när mikrofonen plockade upp Ingenuity-helikopterns surrande rotorer under sin fjärde flygning, den 30 april, från ett avstånd av 262 fot (80 meter).

Information från helikopterljudet gjorde det möjligt för forskare att eliminera två av tre modeller som utvecklats för att förutse hur ljud fortplantas på Mars.

"Ljud på Mars bär mycket längre än vi trodde, sa Nina Lanza, en SuperCam-forskare som arbetar med mikrofondata på LANL. "Det visar hur viktigt det är att göra fältvetenskap."

Ljudkontroll

Det finns en annan aspekt av rymdutforskning som kan dra nytta av en ljuddimension:underhåll av rymdfarkoster. Ingenjörer använder kameror för att övervaka hjulslitaget på Curiosity rover och damm som samlas på InSights solpaneler. Med mikrofoner, de kan också kontrollera en rymdfarkosts prestanda på samma sätt som mekaniker kan lyssna på en bilmotor.

Perseverance-teamet samlar på sig massor av inspelningar från roverns chassimikrofon, som är välpositionerad för att lyssna på sina hjul och andra interna system. Även om det inte finns tillräckligt med inspelningar ännu för att upptäcka några ändringar, över tid, ingenjörer kanske kan granska dessa data och urskilja subtila skillnader, som extra elektrisk ström som går till ett visst hjul. Detta skulle lägga till sätten de redan övervakar rymdfarkostens hälsa.

"Vi skulle älska att lyssna på dessa ljud regelbundet, sa Vandi Verma, Perseverances chefsingenjör för robotdrift på JPL. "Vi lyssnar rutinmässigt efter förändringar i ljudmönster på vår testrover här på jorden, vilket kan indikera att det finns ett problem som kräver uppmärksamhet."

Mer om uppdraget

Ett nyckelmål för Perseverances uppdrag på Mars är astrobiologi, inklusive sökandet efter tecken på forntida mikrobiellt liv. Rovern kommer att karakterisera planetens geologi och tidigare klimat, bana väg för mänsklig utforskning av den röda planeten, och bli det första uppdraget att samla in och cachelagra Martian rock och regolit (bruten sten och damm).

Efterföljande NASA-uppdrag, i samarbete med ESA (European Space Agency), skulle skicka rymdfarkoster till Mars för att samla dessa förseglade prover från ytan och returnera dem till jorden för djupgående analys.

Mars 2020 Perseverance-uppdraget är en del av NASA:s Moon to Mars-utforskningsmetod, som inkluderar Artemis-uppdrag till månen som kommer att hjälpa till att förbereda för mänsklig utforskning av den röda planeten.