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坚持不懈的麦克风完手机现场直播软件成了长期的行星协会运动,以听到来自火星的声音

天文学与空间 2022-02-09 00:01:15

南希·阿特金森,《行星协会》 行星协会长期以来一直试图向火星发送麦克风

除了这张照片中的任务,该协会还试图在美国国家航空航天局的“精神号”、“机遇号”、“好奇号”和“洞察号”任务以及2016年坠毁的欧洲航天局的命运多舛的斯基帕雷利着陆器上安装麦克风,但没有成功

信用:行星协会 如果你能站在火星表面,你会听到什么?虽然八次任务从这颗红色星球的表面返回了令人惊叹的景象,但没有一次返回任何声音

这种情况即将改变

美国国家航空航天局的“坚忍号”探测器距离发射升空执行搜寻过去生命迹象和收集样本以备将来返回地球的任务还有几天时间,它将搭载两个麦克风,而不是一个

一个人将在火星车坠入火星大气层着陆时聆听,另一个人将在火星车在杰零陨石坑进行科学工作时记录声音——杰零陨石坑是一个古老的河流三角洲,生命可能在这里繁衍生息

如果一切顺利,坚忍不拔的麦克风将实现行星协会联合创始人卡尔·萨根的愿望,他在1996年给美国宇航局写了一封信,敦促航天局向火星发送麦克风

萨根写道:“即使第一次实验只记录了几分钟的火星声音,公众的兴趣也会很高,科学探索的机会也会成为现实。”

在“毅力”号之前,至少有三次火星任务在设计中使用了麦克风

第一个是在1999年乘坐美国宇航局的火星极地着陆器飞往火星的,由行星协会赞助,成为第一个飞往另一个星球的众筹科学仪器

极地登陆者在表面坠毁,但是更多的尝试会随之而来

然而,迄今为止,没有一个成功

行星协会的首席科学家布鲁斯·贝茨说:“来自火星的声音长期以来一直是公众感兴趣的东西,因此,行星协会也接受并追求这种声音。”

“这可以追溯到我们早期向公众推广空间科学的想法,所以这个让我们的感官以全新的方式与另一个世界接触的概念是行星协会所相信的

现在我们希望它能真正开花结果

" 毅力有两个麦克风,在这张美国宇航局的好奇号漫游车的图上画圈

一个是进入、下降和着陆(EDL)系统的一部分,负责通过火星大气将火星车安全带到地表

另一个包含在漫游者的超级科学仪器中

信用:美国国家航空航天局/ JPL 毅力的麦克风 毅力号的两个麦克风中,一个是进入、下降和着陆(EDL)系统的一部分,该系统负责将火星车通过火星大气层安全带到地表

麦克风发出的音频将与EDL摄像机拍摄的全彩色视频配对

这将让观众第一次体验登陆火星的样子和声音

第二个麦克风包含在火星车的超级科学仪器中,这是好奇号火星车激光扫描化学摄像头的下一代版本

像它的前身一样,超级跑车使用红外激光束加热和蒸发岩石和火星土壤

然后,一台特殊的照相机可以确定蒸发物质的化学组成,并检测任何有机化合物的存在——我们所知的构成生命蛋白质的各种碳基化合物

当超级炸弹爆炸岩石时,产生的爆裂声将为科学家提供关于岩石成分的线索

太空硬件公司太阳神太空公司的联合创始人兼首席执行官格雷格·德洛里说,但它也能记录探测车工作时发出的声音

德洛里是超级麦克风团队的顾问,并帮助设计了行星协会的原始火星麦克风

“听到桅杆如何旋转,轮子如何转动,或者听到其他仪器的声音也是一个重要的工程诊断工具,”他说

也许麦克风最令人期待的特点是它还能记录火星本身的声音

我们会听到火星风的呼啸吗?火星风暴会像地球上一样产生雷声吗? 佛罗里达州肯尼迪航天中心的美国国家航空航天局技术人员为1999年发射火星极地着陆器飞船做准备

信用:NASA 第一个火星麦克风 火星麦克风的想法来自于20世纪90年代中期加州大学伯克利分校的行星科学家珍妮特·卢曼

“我参与火星科学和火星任务规划已经有几年了,我开始好奇为什么没有人认为声音是我们试图通过机器人实现的感知光谱的一部分,”她说

卢曼和加州大学伯克利分校空间科学实验室的几名科学家同事开始探索这个想法,使用助听器麦克风等现成部件,并在美国宇航局艾姆斯研究中心的火星风洞中在类似火星的条件下测试了这个概念

结果很有希望,伯克利的科学家们开始认为美国宇航局可能愿意将麦克风作为随身携带的工具飞向火星

卢曼就赞助火星麦克风一事与行星协会联系

该协会的联合创始人布鲁斯·默里、卡尔·萨根和卢·弗里德曼对此很感兴趣,他们认识到这种工具的公共利益价值

但是当他们把这个概念提交给美国宇航局火星极地着陆器任务的科学顾问委员会时,麦克风的想法被彻底否定了。火星极地着陆器任务将于1999年初发射

委员会说,没有任何科学价值

“这让人想起了行星任务的早期,”弗里德曼回忆道

“第一艘先锋号和水手号宇宙飞船上没有照相机,因为当时的科学智慧是成像只是一个噱头;这不是好的科学

现在很难想象,但是当时的顾问委员会认为在火星上听到声音也只是一个噱头

" 荣誉:罗宾·韦纳,美联社 大约在同一时间,美国国家航空航天局局长丹·戈尔丁发起了一项名为“火星在一起”的倡议,推动俄罗斯和美国在未来火星任务上的科学合作,同时两国在国际空间站建立新的伙伴关系

结果,一个研究火星大气尘埃的俄罗斯激光雷达仪器被选中在火星极地着陆器上飞行

弗里德曼和卢曼利用过去行星协会在冷战期间将苏联和美国科学家聚集在一起的努力中建立的联系,询问俄罗斯激光雷达的主要研究人员维亚切斯拉夫·林金,他是否有兴趣将微型火星麦克风添加到他的仪器中

林肯说好

由于公众对听到火星声音的兴趣高涨,行星协会筹集了10万美元来建造火星麦克风

当时是卢曼在伯克利的同事之一的德洛里加入了这个项目,并领导了将麦克风单元集成到激光雷达上的技术工作,而不需要对美国宇航局给俄罗斯仪器的功率、体积和重量分配进行任何调整

“我们最初建造的火星麦克风是一个智能的小盒子,每边大约5厘米,重50克,”德洛尔说

“这款话筒专为极端环境打造,我们对其进行了充分测试,了解其坚固程度

" 他和他的团队对该设备进行了所有可以想象到的测试,使用真空和热室以及摇床来确保它能够在发射、巡航、着陆和火星恶劣环境下运行,以及在他们连接的所有模式下运行

麦克风通过与激光雷达的集成和测试完美地工作,当他们将它连接到着陆器时,它工作得非常完美

满足美国国家航空航天局对麦克风的数据限制将被证明是一项挑战,因为该团队正在格外努力地完善处理和管理录音的电子设备

美国宇航局的火星极地着陆器于1999年1月3日发射升空,携带着行星协会的火星麦克风

那年晚些时候,着陆器在最后一次降落到火星表面时坠毁

信用:NASA “当你是一个教育和公众推广的附加产品时,你不会得到很大一部分数据预算,”德洛尔说

“我们也不想发送没有声音或不感兴趣的声音的数据,所以我们使用了一个语音识别芯片,它可以从麦克风接收声音,并将数据减少到真正可管理的程度

" 解决方案包括几个技巧:麦克风可以录制一个小时,然后只发回最大的声音

它还可以在特定时间段内随机采集音频样本,以避免每秒钟的数据回传

失望和厚望 火星极地着陆器于1999年1月3日从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空

宇宙飞船一路到达火星,并于12月3日开始下降到地表

突然,飞船似乎消失得无影无踪

控制人员失去了来自飞船的信号,尽管一再努力重新建立通信,多协议标签交换再也没有消息

经过彻底的调查,工程师们得出结论,最有可能的情况是,当着陆器认为部署着陆腿的颠簸着陆时,多协议标签的死亡发生了,所以它过早地关闭了引擎

它很可能高速撞上了火星表面

“这是一个巨大的失望,”卢曼回忆道

“由于火星麦克风在公众和媒体中引起了巨大的轰动,我们在实验室开了一个会议室来举办着陆活动和庆祝

但是当人们知道登陆失败后,有一些人留下来等待回应,但大多数人都离开了

这是我们项目的一个非常悲伤的结局,我们认为没有希望再做一次

" 但人们对火星麦克风项目的兴趣仍在继续

在“极地登陆者”号失事后,法国航天局CNES为其计划于2007年发射的“登陆者”号任务提供了第二次飞行麦克风实验的机会

“网着陆器”由遍布地球的四个相同的小着陆器组成,它们将研究火星的大气、表面和内部

然而,由于资金困难,该任务于2004年被取消

这张图片展示了行星协会为凤凰号任务提供的光盘,其中包含了25万个报名将自己的名字发送到火星的人的名字

它还包含“火星愿景”,给未来火星探险者的信息,科幻故事和受红色星球启发的艺术

这张光盘安装在着陆器的甲板上,着陆器位于火星表面上方约一米处,背景清晰可见

信用:美国国家航空航天局/ JPL /美国

亚利桑那州 美国国家航空航天局最终想到了为其凤凰号着陆器安装火星麦克风的想法,该着陆器于2008年在火星北极附近着陆

凤凰号的麦克风是其下降成像系统的一部分,采用了与极地着陆器上的原始麦克风相似的设计

行星协会会提供公共宣传

但就在发射前,工程师检测到麦克风中的潜在电子问题可能会影响其他系统,麦克风被停用

“在凤凰号完成评估当地可居住性和研究火星水的历史的主要任务目标后,有可能打开麦克风,”贝茨说

“但其他地方有更高的优先级,他们仍然担心可能的电气问题,所以在2008年11月凤凰号屈服于火星北半球的寒冷条件之前,它从未打开过

" 行星协会试图在美国国家航空航天局的“精神号”、“机遇号”、“好奇号”和“洞察号”任务中获得麦克风,但没有成功,欧洲航天局的命运多舛的斯基帕雷利着陆器也于2016年坠毁

这意味着要靠毅力来实现从火星上听到声音的梦想

"我对这次任务的希望和火星极地登陆者一样!"弗里德曼说

“在这方面,我没有什么改变,因为每当我们看到第一张照片,或者来自任何任务的第一批数据,总是令人兴奋

等待来自火星的第一个声音将同样令人兴奋

" 毅力号上的麦克风在设计上类似于1999年发射的行星协会最初的火星麦克风

到这一点还有很长的路要走,德洛尔迫不及待地想听听火星的声音

“我们已经能够从火星车的角度看到火星很长时间了,”他说

“能够为我们对火星的理解增加另一种意义将是不可思议的

"

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