El aterrizador InSight "oye" los vientos de Marte

La sonda de Exploración Interior de la NASA que utiliza Investigaciones Sísmicas, Geodesia y Transporte de Calor ( InSight ), que aterrizó en Marte hace solo 10 días, ha proporcionado los primeros "sonidos" de vientos marcianos en el Planeta Rojo. Una teleconferencia de medios sobre estos sonidos se llevó a cabo el 7 de diciembre a las 12:30 pm EST (9:30 am PST).

Los sensores de InSight capturaron un estruendo bajo inquietante causado por las vibraciones del viento, que se estima que sopla entre 10 y 15 mph (5 a 7 metros por segundo) el 1 de diciembre, de noroeste a sureste. Los vientos fueron consistentes con la dirección de las rayas del diablo de polvo en el área de aterrizaje, que se observaron desde la órbita.

Uno de los dos paneles solares de 2,2 metros de ancho de Mars InSight fue fotografiado por la cámara de despliegue de instrumentos del módulo de aterrizaje, que se fija al codo de su brazo robótico. Créditos: NASA / JPL-Caltech

"La captura de este audio fue un tratamiento no planificado", dijo Bruce Banerdt, investigador principal de InSight en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA en Pasadena, California. "Pero una de las cosas a las que estamos dedicados nuestra misión es medir el movimiento en Marte, y naturalmente eso incluye el movimiento causado por las ondas de sonido".

La NASA realizó una teleconferencia para los medios sobre el módulo de aterrizaje InSight y sus grabaciones de las vibraciones del viento en Marte.

Los oradores incluyen:

Bruce Banerdt, investigador principal de InSight, Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA

Thomas Pike, líder de ciencia en sismómetro de período corto, Imperial College, Londres

Don Banfield, Líder Científico del Subsistema de Sensor de Carga Útil (APSS), Universidad de Cornell

Lori Glaze, directora interina de Ciencia Planetaria, sede de la NASA

Dos sensores muy sensibles en la nave espacial detectaron estas vibraciones del viento: un sensor de presión de aire dentro del módulo de aterrizaje y un sismómetro sentado en la plataforma del módulo de aterrizaje, esperando el despliegue del brazo robótico de InSight. Los dos instrumentos grabaron el ruido del viento de diferentes maneras. El sensor de presión de aire, parte del Subsistema de Sensor de Carga Útil Auxiliar (APSS), que recopilará datos meteorológicos, registró estas vibraciones de aire directamente. El sismómetro registró las vibraciones del módulo de aterrizaje causadas por el viento que se mueve sobre los paneles solares de la nave espacial, que miden cada uno 2,2 metros (7 pies) de diámetro y sobresalen de los lados del módulo de aterrizaje como un par de orejas gigantes.

Esta es la única fase de la misión durante la cual el sismómetro, llamado Experimento Sísmico para Estructura Interior ( SEIS ), será capaz de detectar vibraciones generadas directamente por el módulo de aterrizaje. En pocas semanas, se colocará en la superficie marciana con el brazo robótico de InSight, luego se cubrirá con un escudo abovedado para protegerlo del viento y los cambios de temperatura. Todavía detectará el movimiento del módulo de aterrizaje, aunque se canaliza a través de la superficie marciana. Por ahora, es la grabación de datos vibratorios que los científicos podrán usar más tarde para cancelar el ruido del vehículo de aterrizaje cuando SEIS está en la superficie, lo que les permite detectar mejor los temblores marcianos.

Esta imagen de la cámara de despliegue de instrumentos montada con brazo robótico de InSight muestra los instrumentos en la cubierta de la nave espacial, con la superficie marciana de Elysium Planitia en el fondo. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Cuando se producen terremotos en la Tierra, sus vibraciones, que rebotan en el interior de nuestro planeta, hacen que “suene” de manera similar a como una campana crea un sonido. InSight verá si los temblores, o los “marsquakes”, tienen un efecto similar en Marte. SEIS detectará estas vibraciones que nos informarán sobre el interior profundo del Planeta Rojo. Los científicos esperan que esto conduzca a nueva información sobre la formación de los planetas en nuestro sistema solar, quizás incluso de nuestro propio planeta.

El SEIS, proporcionado por la Agencia Espacial Francesa CNES, incluye dos conjuntos de sismómetros. Los aportados por los franceses se utilizarán una vez que SEIS se despliegue desde la cubierta del módulo de aterrizaje. Pero SEIS también incluye sensores de silicio de período corto (SP) desarrollados por Imperial College London con electrónica de la Universidad de Oxford en el Reino Unido. Estos sensores pueden funcionar en la plataforma del módulo de aterrizaje y son capaces de detectar vibraciones hasta frecuencias de casi 50 hercios, en el rango inferior de la audición humana.

El espectrograma de vibraciones (espectro de frecuencia en el tiempo) registrado por dos de los tres sensores del sismómetro de corto período en el aterrizaje InSight de la NASA en Marte. Este espectrograma muestra los primeros 1,000 segundos, aproximadamente 20 minutos, de los primeros datos sísmicos de InSight del Planeta Rojo. Las vibraciones del vehículo de aterrizaje se deben a que el viento pasa sobre la nave espacial, en particular los grandes paneles solares. La anotación indica el clip de sonido en bruto de 20 segundos reproducido anteriormente. Créditos: NASA / JPL-Caltech / CNES / UKSA / Imperial College London / Oxford

"El módulo de aterrizaje InSight actúa como una oreja gigante", dijo Tom Pike, miembro del equipo científico de InSight y diseñador de sensores en el Imperial College de Londres. "Los paneles solares en los costados del módulo de aterrizaje responden a las fluctuaciones de la presión del viento. Es como si InSight estuviese ahuecando sus oídos y oyendo cómo soplaba el viento de Marte. Cuando observamos la dirección de las vibraciones del módulo de aterrizaje provenientes de los paneles solares, coincide. La dirección del viento esperada en nuestro lugar de aterrizaje".

Pike comparó el efecto con una bandera en el viento. Cuando una bandera rompe el viento, crea oscilaciones en la presión del aire que el oído humano percibe como aleteo. Por separado, APSS registra los cambios en la presión directamente del delgado aire marciano.

Una imagen anotada de la superficie de Marte, tomada por la cámara HiRISE en el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA el 30 de mayo de 2014. El contraste se ha mejorado en esta imagen para mostrar mejor la región donde InSight aterrizó el 26 de noviembre de 2018. Las etiquetas muestran la posición aproximada del vehículo de aterrizaje InSight de la NASA en Elysium Planitia. En la parte superior se superpone la dirección de las vibraciones detectadas por los instrumentos científicos de InSight. Las líneas diagonales, que se ven ligeramente moviéndose desde la esquina superior izquierda a la esquina inferior derecha de la imagen, muestran los caminos de los demonios de polvo en la superficie marciana. Las vibraciones registradas por InSight se alinean con la dirección del movimiento del diablo del polvo. Créditos: NASA / JPL-Caltech / Universidad de Arizona / Imperial College London

"Eso es literalmente lo que es el sonido: cambios en la presión del aire", dijo Don Banfield InSight, líder científico de APSS de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York. "Escuchas eso cada vez que hablas con alguien al otro lado de la habitación".

A diferencia de las vibraciones registradas por los sensores de corto período, el audio de APSS es de aproximadamente 10 hercios, por debajo del rango de audición humana.

La muestra de audio sin procesar del sismómetro se publicó sin alterar; una segunda versión se elevó dos octavas para ser más perceptible para el oído humano, especialmente cuando se escucha a través de altavoces portátiles o portátiles. La segunda muestra de audio de APSS se aceleró en un factor de 100, lo que la cambió en frecuencia.

Una copia de uno de los sensores en el sismómetro de NASA InSight, comparado con una moneda de 2 euros (alrededor de 1 pulgada de ancho). El sismómetro de período corto tiene tres de estos sensores. Créditos: Imperial College London

Aún está por venir un sonido aún más claro de Marte. En solo un par de años, el rover Mars 2020 de la NASA está programado para aterrizar con dos micrófonos a bordo. El primero, proporcionado por JPL , se incluye específicamente para grabar, por primera vez, el sonido de un aterrizaje en Marte. El segundo es parte de la SuperCam y será capaz de detectar el sonido del láser del instrumento, ya que utiliza diferentes materiales. Esto ayudará a identificar estos materiales según el cambio en la frecuencia del sonido.

JPL administra InSight para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. InSight es parte del Programa Discovery de la NASA, que es administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama. Lockheed Martin Space en Denver construyó la nave espacial InSight, incluida la plataforma de crucero y el módulo de aterrizaje, y apoya las operaciones de la nave espacial para la misión.

Esta ilustración es un cuadro fijo de la aplicación Experience InSight de la NASA ( https://eyes.nasa.gov/insight ). Muestra en contorno azul la ubicación de la entrada del sensor de presión, metida dentro del viento y el escudo térmico. La entrada del sensor de presión es parte del subsistema del sensor de carga útil auxiliar de InSight. Créditos: NASA / JPL-Caltech

Esta ilustración es un cuadro de la aplicación Experience InSight de la NASA ( https://eyes.nasa.gov/insight ) que muestra la ubicación de la entrada del sensor de presión de la nave espacial, después de que se haya desplegado el Viento y la Protección térmica (WTS). (La nave espacial InSight real aún no ha desplegado sus instrumentos o el WTS). La entrada del sensor de presión está delineada en azul y el WTS (domo blanco) se colocó sobre el sismómetro de InSight en el suelo en Marte. El sensor es parte del subsistema del sensor de carga útil auxiliar de InSight. Créditos: NASA / JPL-Caltech

Varios socios europeos, incluidos el CNES y el Centro Aeroespacial Alemán, apoyan la misión InSight. El CNES y el Instituto de Física del Mundo de París proporcionaron a SEIS, con importantes contribuciones del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Alemania, el Instituto Suizo de Tecnología en Suiza, el Imperial College y la Universidad de Oxford en el Reino Unido, y el JPL. DLR proporcionó el instrumento de Paquete de propiedades físicas y flujo de calor ( HP 3 ), con importantes contribuciones del Centro de investigación espacial de la Academia de Ciencias de Polonia y Astronika en Polonia. El Centro de Astrobiología de España suministró los sensores de viento.

El Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México y el Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie en Francia son responsables de entregar el instrumento SuperCam a la NASA. El micrófono SuperCam es proporcionado por el Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace, una institución de educación superior francesa.