宇宙中的麦克风，科学家们为什么想聆听外星世界的声音？

NASA的毅力号火星车，现在正在火星上工作。在它的SuperCam上携带了一个麦克风。

（图源：NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science System）

事实证明，毅力号上装载的麦克风对于科学家和工程师有着极大的意义。这些麦克风可以识别火星上的风，甚至可以听到火星车内部因激光产生的断断续续的爆裂声。

相似的，灵巧号火星直升飞机旋转的螺旋桨产生的声音和毅力号上火星氧气原位资源利用实验（MOXIE）的泵产生的声音也被这个麦克风识别到了。

杰泽罗陨石坑内的毅力号上搭载的仪器收集到了大量珍贵数据，这足以说明人类是时候把麦克风搭载在去往其他行星的探测器上了。

国际上做的努力

蒂莫西·莱顿是英国南安普顿大学超声波和水下声学专业的一位教授。他十分支持各国在火星或其他行星探测器上安装麦克风。

“这项工作不仅仅是听声音，”莱顿告诉space.com，因为这些数据可以告诉研究者火星上风，温度，大气化学成分和湍流的各种信息。“你可以从声音中解读出大量的信息。”莱顿说。

莱顿致力于提高公众对于其他行星声音的兴趣，以保证政策制定者会把麦克风送到其他行星。

软件问题

毅力号火星车内部，被金色金属包裹的是火星氧气原位资源利用实验，它发出的声音被SuperCam搭载的麦克风探测到了。（图源：NASA/JPL-Caltech）

为此 ，莱顿向当地的一个天文馆捐赠了一套声音模拟设备，他的目标是与儿童互动并激发他们对科学和工程的兴趣。这套设备中的软件会模拟播放自然界中产生的声音，例如雷声，风声和火山爆发声——这些声音会伴随着天文馆展示对金星，火星和土星最大的卫星泰坦的探索的视频。这个软件也可以改变演讲者或观众的声音，模拟他们在其他星球的声音。

“这同时也提供了一个关于声音的产生背后的科学道理，”莱顿说。“但是那些重大的突破是来自于毅力号的，与它相比，我做的工作微不足道，他只是让人们产生兴趣罢了。”

可以听见的声音

在2021年二月登录火星后，NASA的毅力号火星车是第一个从那颗红色的行星上传输可以听见的声音数据。

这个带轮子的机器人配备了两个麦克风：SuperCam麦克风，位于火星车可旋转的桅杆顶部，另一个麦克风则位于火星车固定的一侧。

SuperCam麦克风已经记录了风和湍流的声音以及火星车上各种设备工作时产生的声音。这同时也意味着我们可以廉价的现场分析声波是怎么在火星二氧化碳主导的，薄的大气层中是如何呈现自我的。

声音签名

火星上的记录的声音一般产生于三种原因：大气活动（例如风声和湍流），位于SuperCam上的激光诱导击穿光谱（LIBS）设备产生的冲击波，以及火星车自身设备产生的声音，例如马达转动轮子的声音。

例如，根据MIT海斯塔克天文台的工作人员迈克尔·赫克特，MOXIE在SuperCam麦克风的几乎每一次录音都可以被听到。

“这个麦克风之所以在火星车最高的位置是因为要尽量避免其他设备产生的声音干扰它的记录。”赫克特告诉space.com。

另一个人造声音是来自灵巧号火星直升飞机的高速旋转的螺旋桨。灵巧号的几次试飞距离麦克风足够近，于是也被记录了下来。

毅力号歌单

现在我们已经有一套“毅力号”歌单了，这个歌单里记载了数小时的火星声音。约翰霍普金斯大学应用物理实验室的研究人员拉尔夫·洛伦兹和洛斯阿拉莫斯国家实验室空间和行星探索小组的巴蒂斯特·奇德说。

在声学学会最近的一次会议中，研究人员报告了火星声音中最突出的就是灵巧号火星直升飞机的螺旋桨发出的声音。

在一个有关的论文当中，洛伦兹说收集直升机的数据对于理解火星大气具有重要意义。另外，这些声音的测量是我们诊断直升机飞行状态的一个重要工具，这可能对未来的火星采样任务具有重要意义。

洛伦兹和他的同事们同时也注意到了NASA的蜻蜓号飞行器着陆土卫六泰坦的任务重也可以携带一个或多个麦克风，这些麦克风可以测量转子或电机的运行情况，也许可以收集到泰坦上的各种声音。

灵巧号火星直升飞机的试飞被毅力号的麦克风检测到了，这可以提供十分宝贵的工程和科学数据。（图源：Ralph Lorenz 等人（NASA/JPL-Caltech、亚利桑那大学/HiRISE）

压力的信号

木星被冰覆盖的卫星欧罗巴被科学家认为是一颗没有声音的卫星，充满了活跃的冰火山。 （图片来源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS；图像处理：Kevin M. Gill CC BY 3.0）

为了计划未来去往其他天体上的任务也会携带麦克风之类的声学设备并正确的设计他们，莱顿说预测那些世界上会产生的声音信号是非常有用的。这些预测可以说明单麦克风系统应该被改成三麦克风系统，他说。

金星上的闪电的发生率被认为是地球上的一半左右。另外闪电也有可能产生声音信号，火星上的沙尘暴也会产生压力信号，莱顿说。

然后就是一些证据指出海卫一特里同，木卫一和木卫二艾奥和欧罗巴以及土卫二和土卫六恩科多拉斯和泰坦上可能存在的冰火山，莱顿指出。

最后一句话：事实证明外太空也是一个声音传播的绝佳地点。

BY: Leonard David

FY: Chen Li

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