Credit: NASA/JPL - Caltech
Il NASA’s Perseverance Mars Rover, atterrato su Marte il 18 febbraio 2021 nel cratere Jezero, è riuscito a regalarci un’altra esperienza sensoriale: il quinto senso, nonché l’udito.
Dopo averci emozionato con la vista, mediante una camera in alta definizione, in grado di fotografare e filmare anche in 3D, e con uno zoom potentissimo (riuscirebbe a vedere una mosca da 100 metri di distanza); dopo il tatto, ottenuto grazie al braccio robotico, lungo 2 metri, il quale, alla sua estremità, possiede un trapano e uno strumento in grado di studiare la roccia, attraverso spettrometri, laser e fotocamere. Dopo l’olfatto e il gusto, ottenuti dai sensori chimici e minerali, che ci hanno fatto “annusare” e “assaggiare” Marte. Ora si è aggiunto anche l’udito, grazie ai due microfoni installati sul rover Perseverance.
DOVE SI TROVANO I MICROFONI?
Gli ingegneri hanno equipaggiato il rover con due microfoni: il primo 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 quasi 5 ore di raffiche di vento marziano, 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.
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. Questo vuol dire che solo una cantante con dei buoni acuti, riuscirebbe a farsi sentire correttamente.
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 alla Terra); quindi sulle pietre cammina un veicolo di 386 kg, con delle ruote metalliche, e in più i suoni si propagano in modo diverso, perché l’aria marziana è rarefatta, perciò il rumore percepito dai microfoni appare, appunto, 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 dei bersagli.
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. E non è tutto: perché è anche utile per lo studio del vento marziano, grazie ai suoni prodotti dallo spostamento dell’aria.
Questi studi sui suoni dell’aria e del vento, vanno a sommarsi ai dati ottenuti dai sensori dello strumento MEDA (strumento che campiona la velocità, la pressione e la temperatura del vento), affinché si abbia un quadro generale del clima del pianeta 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, tra il rover e l’elicottero (anche per questioni di sicurezza), e poi ci sarebbe stata anche l’aria rarefatta di Marte.
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Ma 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. Proprio questo suono ha cambiato due dei tre modelli, sviluppati per capire il modo in cui si propaga il suono su Marte.
La scienziata della NASA Nina Lanza ha affermato:
“Il suono su Marte va molto più lontano di quanto pensassimo. Ti mostra quanto sia importante fare scienza sul campo”
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, potremmo capire se il rover stia funzionando correttamente. Qualora sentissero dei rumori particolari, come ad esempio una ruota danneggiata. Gli ingegneri opterebbero allora per un percorso più leggero, proprio per evitare di “forzare” la ruota danneggiata.
Articolo a cura di Fabio Meneghella