Phát hiện lý thú về khả năng truyền âm thanh trên Sao Hỏa

Tàu thăm dò Perseverance của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) đã lần đầu tiên ghi lại được tiếng vù vù tầm thấp của chiếc trực thăng Ingenuity khi những chiếc cánh quạt nhỏ xíu của thiết bị này bay trong bầu khí quyển loãng của Sao Hỏa.

Ngày 7-5, NASA đã công bố video mới do robot 6 bánh SuperCam - bạn đồng hành của trực thăng Ingenuity, đi theo tàu vũ trụ Perseverance lên "Hành tinh Đỏ" - ghi lại được trong chuyến bay thử nghiệm lần thứ tư của Ingenuity ngày 30-4 vừa qua. Đáng chú ý, video này không chỉ gửi về Trái Đất những hình ảnh từ Sao Hỏa mà còn kèm theo một đoạn âm thanh của trực thăng khi hoạt động trên hành tinh này.

Đoạn video kéo dài gần 3 phút, bắt đầu với tiếng gió thổi khe khẽ qua miệng núi lửa Jezero - nơi tàu thăm dò Perseverance hạ cánh hồi tháng 2 vừa qua trong sứ mệnh tìm kiếm dấu hiệu của sự sống vi sinh vật cổ đại trên Sao Hỏa.

Trực thăng Ingenuity đã cất cánh một cách khéo léo, người xem có thể nghe thấy rõ thanh âm nhè nhẹ phát ra từ những cánh quạt khi chúng quay với tốc độ gần 2.400 vòng/phút để thực hiện một chuyến bay vòng quanh, với tổng quãng đường dài 262 mét.

Việc ghi lại được những âm thanh này coi xem là một bất ngờ, bởi trước đó, các kỹ sư tham gia sứ mệnh Ingenuity của NASA không chắc chắn về việc sẽ có video âm thanh từ chuyến bay, do vị trí của tàu vũ trụ Perseverance cách nơi cất cánh và hạ cánh của trực thăng Ingenuity tới 80 mét. Bầu khí quyển của Sao Hỏa loãng hơn, có mật độ chỉ bằng khoảng 1% so với Trái Đất, nên không gian cũng sẽ tĩnh lặng hơn nhiều.

Ông David Mimoun - Giáo sư về Khoa học hành tinh thuộc Viện ISAE-SUPAERO ở Toulouse (Pháp), đồng thời là trưởng nhóm khoa học phát triển micro của SuperCam trên Sao Hỏa nhấn mạnh: “Đây là một bất ngờ rất thú vị. Chúng tôi đã tiến hành nhiều thử nghiệm và mô phỏng, với kết quả cho thấy micro hầu như không thu được âm thanh của trực thăng, vì bầu khí quyển Sao Hỏa làm giảm mạnh khả năng truyền âm". Theo ông, đoạn ghi âm mới về chuyến bay của trực thăng Ingenuity trên Sao Hỏa "sẽ là mỏ vàng cho sự hiểu biết của chúng ta về bầu khí quyển Sao Hỏa".

SuperCam là thiết bị sử dụng tia laser chiếu vào đá từ một khoảng cách xa, phối hợp với quang phổ kế để tìm ra thành phần hóa học của vật thể. Thiết bị này cũng được tích hợp một micro để ghi lại âm thanh, qua đó các nhà khoa học có thể nắm rõ hơn về các đặc tính vật lý của mục tiêu, ví dụ như độ cứng của vật thể.

Ngoài việc có âm lượng thấp hơn, âm thanh phát ra trong chuyến du hành của Ingenuity trên Sao Hỏa cũng chậm hơn khi thực hiện tại Trái Đất, do nhiệt độ trên bề mặt Sao Hỏa lạnh buốt, mức trung bình là - 63 độ C. Vận tốc âm thanh trên "Hành tinh Đỏ" vào khoảng 240m/s, so với vận tốc âm thanh khoảng 340 m/s ở Trái Đất. Bầu khí quyển của Sao Hỏa, được tạo thành với 96% là carbon dioxide, có xu hướng hấp thu âm thanh có âm vực cao hơn, vì vậy chỉ những âm thanh có âm vực thấp hơn mới có thể truyền tới khoảng cách ở xa hơn.

NASA đã xử lý âm thanh được ghi ở dạng đơn âm nhằm giúp âm thanh dễ nghe hơn, thông qua việc đặt âm thanh của cánh trực thăng Sao Hỏa ở ngưỡng 84 hertz, giảm các tần số dưới 80 và trên 90 hertz. Sau đó, NASA tăng âm lượng của tín hiệu còn lại.