6月13日报道
据美国《发现》月刊网站6月10日报道，自“海盗-1”号着陆器首次在火星表面拍下照片已经过去近50年。然而，直到不久前，那儿对人类来说还是一个寂静无声的地方。现在，多亏了“毅力”号火星探测器上的两个麦克风，研究人员可以在遥远的地方探索这颗红色星球的大气和独特的声音传播模式。
资料图片（视觉中国）
靠声音探索宇宙刚刚兴起
长期以来，天文学和天体物理学等领域一直利用电磁波谱——从伽马射线到无线电波，以及介于两者之间的一切——来探测外层空间。相比之下，利用声音探索宇宙的活动才刚刚开始。
美国国家航空航天局（NASA）只在少数太空任务中配备了专用麦克风。首次配备专用麦克风、于1999年飞往火星的探测器实际上坠落并焚毁了，而2007年发射的第二个配备麦克风的探测器存在技术问题。直到2021年初“毅力”号抵达火星，负责分析声音的研究人员才开始拼凑起火星上的声音情况。他们4月1日在英国《自然》周刊上发表研究论文，分享了自己的发现。
研究论文的主要作者之一、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的博士后研究员巴普蒂斯特·奇德说，好一番劝说才让NASA相信，将麦克风加入“毅力”号的有效载荷是值得的。
奇德以及行星科学家西尔韦斯特·莫里斯和戴维·米蒙与洛斯阿拉莫斯国家实验室的一个团队合作，制造了一种名为超级相机的仪器。超级相机安装在“毅力”号上，内有该探测器上两个麦克风中的一个。
没有人类和动物的喧嚣，火星上几乎一片寂静，只有风声。因此，超级相机团队还决定分析科学设备发出的声音。
超级相机的部分工作是，用激光轰击附近的岩石，将反射回来的声音和光学信号记录下来，以确定石头的硬度和化学成分。麦克风还能录下更远处的声音，包括NASA“机智”号直升机螺旋桨叶发出的嗡嗡声。“机智”号是在另一颗行星上完成受控制的动力飞行的首架飞机。
声音传播速度比地球上慢
根据激光器和直升机发出的噪音，研究人员确定，火星上的声音传播速度比地球上慢得多。此外，不同频率的声音以不同的速度传播。在地球上，声音通常以每小时767英里（约合1234公里）的速度传播。然而，在火星上，高频率声音的传播速度为每小时559英里，低频率声音的传播速度更慢，为每小时537英里。类似的现象也出现在地球上，但仅发生在我们听力范围之外的频率上，因此我们通常不会注意到这种差异。
奇德说，高频率和低频率声音之间的这种速度差异在远距离上最明显。例如，如果你在火星上参加音乐会，站在距离舞台几百英尺的地方，你听到高频率声音的时间要比听到低频率声音早几毫秒，而这可能导致声音失真。为了让观众听到，乐队还必须大声演奏，因为在火星上声音的传播距离不及地球上远。
这些不同于地球上的声学模式是由火星上奇特的大气造成的。与主要由氧和氮构成的地球大气不同，火星大气有96%是二氧化碳，且非常稀薄，温度也极低。这些因素结合在一起，导致二氧化碳分子在发生振动时会吸收频率较高的声音，使得这些声音无法传播得太远。
鉴于温度会对声音的传播产生如此巨大的影响，奇德及其同事怀疑火星上的声音传播速度会随季节甚至是一天中时间的变化而变化。随着沙尘暴季节临近，研究人员预计他们的麦克风将探测到更多的风声和温度变化。
超级相机的麦克风灵敏度是前所未有的，它能探测到的压力波动量级是之前在火星上记录下来的压力波动的千分之一。因此，这个麦克风能感知名为“微湍流”的微小旋风。
有助建立更一致声学模型
在获得这些录音（总时长不到6小时）前，火星声音情况模型纯粹是理论上的，并给出了相互矛盾的预测结果。美国路易斯安那大学物理学家安迪·佩特库列斯库认为，这项新研究是“一项突破”，将有助于建立更一致的声学模型。佩特库列斯库并未参与该研究。
鉴于寒冷、稀薄、富含二氧化碳的大气导致火星在声学条件上“并不友好”，研究人员能够利用他们的麦克风获得这么清楚的信号令佩特库列斯库印象深刻。他主张在未来的航天器上安装声学传感器，以便更多地了解其他天体大气的声学特性。例如，土星最大的卫星土卫六的大气更稠密，有大量背景噪音可供记录，包括甲烷雨。
