Foto scattata dal rover Perseverance su Marte. Credits: NASA/JPL-Caltech/ASU
Il rover Perseverance della NASA, atterrato su Marte il 18 febbraio 2021 nel cratere Jezero, è riuscito a regalarci un’altra esperienza sensoriale: l’udito, grazie ai suoi due microfoni.
DOVE SI TROVANO I MICROFONI?
Il primo microfono si trova sul corpo di Perseverance (sul lato del telaio, alla sua sinistra); il secondo si trova sull’albero del rover (sulla sua testa), accanto allo strumento “SuperCam” che “spara” fasci laser.
QUALI SUONI POSSIAMO ASCOLTARE?
Attualmente i due microfoni hanno registrato circa 5 ore di raffiche di vento marziano, il rumore delle ruote metalliche del rover, che camminano e scricchiolano sulle pietre o sulla ghiaia, ed infine il leggero ronzio del motore di Perseverance.
Uno scienziato della NASA, di nome Baptiste Chide, dopo aver ascoltato i suoni marziani per la prima volta, provenienti da un pianeta distante 200 milioni di chilometri dalla Terra, ha detto:
“È come se fossi davvero lì. I suoni marziani hanno forti vibrazioni dei bassi, quindi quando indossi le cuffie puoi davvero sentirlo. Penso che i microfoni saranno una risorsa importante per la futura scienza di Marte e del sistema solare”
PERCHE’ SU MARTE I SUONI SONO DIVERSI?
Ricordiamoci anche che su Marte i suoni viaggiano in modo diverso, rispetto agli omologhi terrestri, perché l’atmosfera marziana è circa l’1% della densità dell’atmosfera terrestre. L’aria, sulla quale viaggiano i suoni, è quindi estremamente rarefatta e sottile.
La velocità del suono su Marte è di 240 metri al secondo (sulla Terra è di 340 metri al secondo); questo perché i suoni marziani si propagano in un’aria fredda, perciò risultano più lenti. Mediamente la temperatura di Marte si aggira sui -63° Celsius.
Su Marte anche il volume del suono è più basso; per ascoltare devi avvicinare l’orecchio ancora più vicino alla fonte, proprio perché l’aria è più rarefatta. Difficilmente riusciremmo a sentire una voce a soli 5 metri di distanza.
L’atmosfera marziana è composta per il 96% di anidride carbonica (quella della Terra è composta per il 73% di azoto e il 21% di ossigeno); perciò su Marte gli acuti verrebbero assorbiti maggiormente dall’anidride carbonica, e “invogliati” a percorrere lunghe distanze (i suoni acuti si propagano a 250 metri al secondo).
Un nuovo studio, effettuato grazie ai suoni registrati dai microfoni del rover Perseverance, ha rivelato che anche gli acuti non riescono a propagarsi a lunghe distanze, nonostante siano aiutati dall’atmosfera marziana. Sulla Terra i suoni acuti cominciano a diminuire dopo circa 65 metri; su Marte, invece, non superano gli 8 metri di distanza.
Una delle caratteristiche più sorprendenti delle registrazioni sonore è il silenzio, che prevale nella vita quotidiana marziana.
Durante le stagioni in cui regna la bassa pressione atmosferica, Marte appare come un pianeta tranquillo e silenzioso. Nei prossimi mesi giungerà l’autunno, e la pressione atmosferica cambierà, quindi potrebbe diventare leggermente più rumoroso.
PERCHE’, A VOLTE, SENTIAMO UN SUONO QUASI GRAFFIANTE?
Talvolta potremmo ascoltare un suono “graffiante”, perché in quel preciso momento il rover si sta muovendo, e le sue ruote metalliche scricchiolano sulle pietre o sulla ghiaia marziana.
Il rover Perseverance possiede 6 ruote in alluminio con raggi in titanio e ogni ruota, grande 52,5 cm, ha il proprio motore individuale. Inoltre, le due ruote anteriori e le due posteriori hanno anche motori sterzanti individuali. Questa capacità di “sterzata” consente al veicolo di girare sul posto a 360 gradi.
La sua velocità, invece, non è elevata, poiché è progettato per la scienza, e non per gareggiare. Infatti la sua velocità massima, su un terreno piatto e duro, è di 4,2 cm al secondo, cioè 152 metri all’ora. Il ritmo lento è efficiente dal punto di vista energetico e consuma meno di 200 watt.
In confronto, un motore da 200 cavalli di una comune automobile terrestre, consuma circa 150.000 watt.
Ricordiamoci che Perseverance ha un peso di 1025 kg sulla Terra, e di 386 kg su Marte (perché Marte ha una gravità inferiore rispetto alla Terra); quindi sulle pietre cammina un veicolo pesante 386 kg, il quale si muove grazie a delle ruote metalliche, che scricchiolano sulle pietre o sulla ghiaia. In più i suoni si propagano in modo diverso, perché l’aria marziana è rarefatta, perciò il rumore percepito dai microfoni, durante l’avanzamento del rover, appare quasi “extraterrestre”.
IL MICROFONO CHE SENTE IL LASER
Il microfono posizionato sull’albero del rover, accanto allo strumento “SuperCam”, è in grado di ascoltare anche i suoni, flebili, del fascio laser.
Lo strumento “SuperCam” studia le rocce e il suolo mediante un fascio laser, il quale “fulmina” e brucia una piccolissima zona rocciosa (da una distanza di 7 metri può bruciare un frammento di roccia, grande quanto la punta di una matita, riscaldandolo fino a 10.000° Celsius). Il fumo che fuoriesce dalla roccia bruciata dal laser, serve a capire la composizione chimica e minerale della roccia stessa.
Un’altra caratteristica del fascio laser è la sua pulsazione. Il fascio non è infatti fisso, ma pulsa velocemente (in pratica si accende e si spegne). E non solo: a seconda del materiale roccioso che colpisce, cambia il suo suono. In altre parole, ogni roccia è diversa da un’altra, e il rumore della bruciatura, cioè il suono della roccia che sta bruciando, cambia a seconda del tipo di roccia.
Proprio per questo motivo, è utile posizionare un microfono accanto allo strumento “SuperCam”.
Il suddetto microfono ha già registrato 25.000 suoni di pulsazioni laser, e ha così aiutato gli scienziati a capire le varie rocce di Marte.
IL SUONO CHE NON TI ASPETTI SU MARTE
Gli scienziati sapevano che su Marte i suoni sarebbero stati diversi, rispetto al nostro pianeta Terra, poiché l’aria marziana è più rarefatta, e quindi i suoni si propagano in modo differente.
Ad esempio, esiste un suono di cui gli scienziati, prima che il rover atterrasse, non erano sicuri di sentirlo. Questo suono è il rumore delle eliche dell’elicottero Ingenuity, portato su Marte dal Rover Perseverance. Si pensava che le onde sonore generate dalle eliche, non si sarebbero propagate fino ai microfoni del rover poiché, durante il volo, ci sarebbe stata una grande distanza di sicurezza, tra il rover e l’elicottero, e poi ci sarebbe stata anche l’aria rarefatta di Marte.
Nonostante ciò, il 30 aprile 2021, durante il quarto volo dell’elicottero Ingenuity, situato in quel momento a circa 80 metri di distanza dal rover Perseverance, sorprendentemente, il suo suono si è propagato nell’aria, ed è giunto fino ai microfoni del rover.
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IL SUONO PUO’ SERVIRE ANCHE PER QUALCOS’ALTRO?
Gli ingegneri della NASA stanno cercando di sfruttare il suono anche per la manutenzione del veicolo. Infatti, grazie ai vari rumori emanati da Perseverance, possono capire se il rover stia funzionando correttamente. Qualora sentissero dei rumori particolari, come ad esempio una ruota danneggiata, gli ingegneri opterebbero per un percorso più leggero, proprio per evitare di “forzare” la ruota danneggiata.
Articolo a cura di Fabio Meneghella
