实时焦点：首次！有史以来，这就是火星尘暴的声音

2023-04-10 10:02:09 来源：科普中国

你听见过火星尘暴的声音吗？

（第一次听到火星上的沙尘暴）

一辆火星探测器在火星表面捕捉到了这些飞舞的尘暴。火星尘暴在这颗红色星球的仲夏时节最为活跃。火星上的尘暴比地球上的尘暴要高得多——可达5英里(8公里)高。尘暴在这个沙漠世界的大片地区留下了纵横交错的轨迹，研究火星的科学家们都注意到了这些轨迹。图片来自NASA地球天文台。

(资料图片)

沙尘暴是地球的老邻居——沙漠行星“火星”的显著特征。小型沙尘暴是一年中某些时候的常见景象，就像在地球上一样。如图所示，火星探测者历来都只曾拍摄记录下沙尘暴。科学家们才宣布“毅力号”火星探测器（ Mars rover Perseverance）在漫游火星时首次听到了沙尘暴的声音。毅力号成功记录下沙尘和石砾扭在一起呈旋涡式飞扬席卷的声音。此外，它还获取了图像以及其他测量数据。不用担心，火星探测车完好无损。客观地说，沙尘暴还是探测车的朋友。

下面是关于火星尘暴声音的讯息:

某国际研究团队在《自然通讯》（Nature Communications）上发表了一篇经过同行评审的论文，涉及新捕捉到的火星尘暴的声音。这项新研究由国家航空航天局（NASA）和国家航空航天高级大学（National Higher French Institute of Aeronautics and Space）的行星科学家娜奥米·默多克（Naomi Murdoch）领导。

记录火星尘暴

毅力号（Perseverance）使用它的桅杆式麦克风（Mast Microphone）记录沙尘暴的声音，这个麦克风是超级摄像机（SuperCam）的一部分。与此同时，超级摄像机（SuperCam）拍摄了延时图像，毅力号（Perseverance）上的另一个仪器——MEDA环境站（MEDA environmental station）在尘暴经过时测量出了气压的下降。MEDA环境站（MEDA environmental station）是专门送到火星上测量天气和监测火星表面的沙尘的仪器。

默多克（Murdoch）说，新的研究证实了她团队的信念——我们需要在其他行星上拥有“眼睛”和“耳朵”以便更好地了解它们。她说，多年来，我们的团队一直坚信科学运用传声器可以更好地了解火星大气。这次与尘暴的邂逅证明了声波数据在行星探测中的强大潜力。

普渡大学（ Purdue University）罗杰·维恩斯（Roger Wiens）领导的仪器小组首次发现了尘暴。他说，比起使用其他工具，我们能通过声音学到更多东西。他们运用规律性地读数来发现其中奥秘。这个传声器给与了我们研究样本，虽然这个样本不是处于正常音速状态下，但通过规律读数，可以判断其声波速度大致接近10万次/秒。这能帮助我们更清楚地窥见火星的原貌。

高等航空航天学院（ISAE-SUPAERO）的博士生吉莱尔·马丁（Martin Gillier）补充道，尘暴音带中的信息量非常大。我们不仅能听到旋风的声音，还有成千上百的砂砾撞击的声音。

机遇号（Opportunity）采集火星尘暴的优质彩色图，照片由艺术家唐·戴维斯(Don Davis)提供。欲知更多信息，可以登录戴维斯（ Davis）的Facebook。

幸运时刻

有了录音和图像，你就能身临其境般地感受到火星上不停旋转飞舞的沙尘。正如维恩斯（Wiens）所说:就像地球一样，火星上不同地区的天气也不同。使用所有的仪器和工具，尤其是传声器，能帮助我们对火星上的情况有一个具体的了解。

有机会录下这次尘暴也有点幸运，因为传声器不是一直开着的。事实上，它每隔几天只记录三分钟。尽管毅力号（ Perseverance ）自着陆以来已经经历了100多次尘暴，但这是第一次在旋风经过时打开了传声器。

毅力号探测器（Perseverance rover）Navcam摄像机于2021年9月27日捕捉到的沙尘暴延时观测图。图片来自默多克（Murdoch）等人/《自然通讯》（Nature Communications）/ CC BY 4.0。

火星尘暴的科学性

这些声音、图像和其他测量结果不仅仅是为了满足人们对于火星在听觉或视觉方面的兴趣。它们也有很大的科学价值。尽管火星的大气层比地球薄得多，但正如维恩斯（Wiens）指出的那样，尘暴仍然可以上演一出“好戏”——我们可以看着压力下降，听着风，然后有一点沉默，这沉默是风暴之眼，然后再次听到风，并看着压力上升。尘暴时的风速很快，约为每小时25英里(40公里/小时)，看起来与地球上的尘暴差不多。不同的是，火星上的气压要低得多以至于我们看起来一样快的风实际上只承受地球上相同风速的1%左右的压力。这不是一种强大的风，但显然足以将沙粒吹到空气中形成沙尘暴。

可以放大查看。尘暴在火星上很常见。宇航局（NASA）的勇气号探测器（Spirit rover）于2005年7月13日在古谢夫陨石坑（Gusev Crater ）发现了这些尘暴。图片来自NASA/ JPL/ Texas A&M。

火星尘暴：火星探测车的朋友

研究人员还指出，引发尘暴的风还不足以对未来人类栖息地（火星）构成太大威胁。事实上，尘暴对于火星探索的早期努力而言是有用的。有很多次，尘暴带来的风吹走了勇气号（Spirit ）和机遇号（Opportunity）探测器太阳能电池板上的沙子和灰尘。维恩斯（Wiens）说，在几天到几周的时间里，探测器的团队们会发现机器的电力缓慢下降，然后突然上升。这段时期正是沙暴风吹过太阳能电池板的时候。

火星尘暴声音的成功采集，赋予了毅力号（Perseverance）全新的工作维度。人们虽不能亲临现场、亲自体验这些尘暴，但由声入景已是退而求其次的最佳之法。

总而言之：有史以来第一次，探测器记录下了沙漠世界火星上的尘暴声音——一种由灰尘和沙砾组成的小型龙卷风。此时此刻，用心聆听吧!

BY:Paul Scott Andersonand

FY: 米粒

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