Em 27 de setembro de 2021, um demônio de pó assobiou o rio Perseverance em Marte. O rover não só pegou o diabo de poeira em suas câmeras e com seus sensores meteorológicos, mas também pegou os sons fracos, eerie do diabo de poeira em seu microfone, o primeiro instrumento de seu tipo para gravar sons em Marte.
“Estamos convencidos de que o microfone ia nos dar uma carga completa de novas observações de características atmosféricas em Marte que não tínhamos sido capazes de ver antes”, disse Naomi Murdoch da Universidade de Toulouse, autor principal de um artigo da Nature Communications sobre a pesquisa, ao The Verge. “E nós não fomos desapontados!”
Rovers tem explorado Marte por décadas com câmeras, espectrógrafos e sensores meteorológicos, dando-nos uma imagem melhor do que nunca do que o ambiente no Planeta Vermelho é. Agora, os sons estão sendo adicionados à lista. Esta combinação de dados permite que os pesquisadores entendam mais sobre esses fenômenos empoeirados e os impactos que poderiam ter em futuras missões robóticas e tripuladas.
Os demônios de poeira surgem devido às condições atmosféricas que são comuns em Marte. “Você tem que ter um gradiente de temperatura muito grande entre o solo e o ar”, explicou Murdoch. “Então o chão fica realmente quente, e isso aquece o ar, o que faz o ar começar a subir. E à medida que o ar começa a subir, as coisas começam a girar, e é aí que você começa este movimento semelhante ao turbilhão. ”
Este processo acontece aqui na Terra, também, mas o que é notável sobre os demônios da poeira marciana é o quão grandes eles podem obter. O diabo de poeira recentemente detectado por Perseverance foi de 25 metros de largura e 118 metros de altura (82 pés por 387 pés), colocando-o na zona média em termos de tamanho para tempestades de poeira marcianas. Mas eles podem crescer muito maiores, também, como a poeira em Marte pode ser chicoteada em enormes tempestades de poeira globais.
“Um dos grandes problemas que temos agora é que não podemos prever tempestades de poeira muito bem”, disse Murdoch. E isso tem implicações para tudo — de tentar aterrar naves espaciais com segurança em Marte para tentar manter a poeira fora painéis solares vitais para manter as missões robóticas indo. Modelos atuais especialmente lutam para prever as grandes tempestades de poeira globais, e isso parece ser porque é difícil modelar as forças que estão levantando poeira para fora da superfície do planeta.
Os pesquisadores sabem que as forças como o cisalhamento do vento e os demônios da poeira podem levantar poeira fora da superfície, mas há muitas perguntas abertas sobre exatamente como isso acontece. Um achado particularmente estranho é que enquanto os demônios de poeira são comuns no Cratera Jezero, onde Perseverance está localizado, eles são notavelmente raros em Elysium Planitia, a área em que o lander InSight está localizado, e não é claro por que.
É aí que entra o microfone. “O que nosso microfone é sensível é especificamente a velocidade do vento. Então, quando vemos rajadas de vento, vemos um grande aumento na amplitude do som no microfone, assim como quando você está falando no telefone e é ventoso,” explicou Murdoch. “Estamos usando esse ruído de fundo para estudar o vento. ”
Com tantos instrumentos científicos sobre Perseverance necessitando de tempo de operação, as janelas disponíveis para gravações de microfone são cada um poucos minutos de duração. Para maximizar suas chances de detectar um diabo de poeira durante esses curtos períodos, a equipe de microfone cronometrou essas janelas por períodos da tarde, quando os diabos de poeira são mais ativos. Cada janela tem apenas alguns minutos de duração, e eles tinham apenas oito janelas por mês — então foi uma combinação de planejamento cuidadoso e uma dose saudável de sorte que este diabo de poeira recente foi capturado.
Além de recolher dados sobre as condições do vento, o microfone também detectou o som de pequenos impactos: grãos únicos de poeira que estavam batendo na área ao redor do microfone e fazendo um ping detectável. Contando cada um desses impactos, os pesquisadores poderiam ver como essas partículas eram densas dentro do diabo de poeira — uma medida que nenhum outro instrumento foi capaz de tomar e que poderia ajudar a modelar como os demônios de poeira levantam partículas da superfície.
Esta pesquisa é apenas um exemplo inicial no campo de enterramento de usar dados acústicos na exploração planetária. Para um planeta ou lua com uma atmosfera, instrumentos acústicos podem coletar dados em uma alta taxa de amostragem, permitindo observações de eventos em rápida mudança, como rajadas de vento em comparação com ferramentas como sensores de vento, que operam em escalas de tempo de alguns segundos.
“Nossa taxa de amostragem é muito maior do que todos os sensores meteorológicos regulares que você vai encontrar em rovers planetários e proprietários planetários”, disse Murdoch. “Com um microfone, é um pouco como usar um microscópio. Estamos olhando para o que está acontecendo nessas escalas de tempo muito curtas. ”
Há também o fascínio humano que vem junto com ouvir os sons de outro planeta. A lista de reprodução da NASA de sons Perseverance permite que qualquer pessoa experimente os ruídos do Planeta Vermelho, desde o assobio do vento até o assobio do próprio rover, tudo habilitado pelo microfone do SuperCam.
“Nossa largura de banda de microfone é exatamente a mesma largura de banda que a orelha humana, então os sons que estamos ouvindo não são ajustados de nenhuma maneira. Eles são os sons que você ouviria se você estivesse em outro planeta”, disse Murdoch. “E isso é muito legal. ”
