Em 27 de setembro de 2021, um redemoinho de poeira passou pelo rover Perseverance em Marte. O rover não apenas capturou o demônio da poeira em suas câmeras e com seus sensores climáticos, mas também captou os sons fracos e misteriosos do demônio da poeira em seu microfone, o primeiro instrumento desse tipo a gravar sons em Marte.
“Estávamos convencidos de que o microfone nos daria um monte de novas observações de características atmosféricas em Marte que não tínhamos conseguido ver antes”, Naomi Murdoch, da Universidade de Toulouse, principal autora de um estudo Natureza Comunicações artigo sobre a pesquisa, disse The Verge. “E não ficamos desapontados!”
Os rovers exploram Marte há décadas com câmeras, espectrógrafos e sensores meteorológicos, dando-nos uma imagem melhor do que nunca de como é o ambiente no Planeta Vermelho. Agora, os sons estão sendo adicionados à lista. Essa combinação de dados está permitindo que os pesquisadores entendam mais sobre esses fenômenos empoeirados e os impactos que eles podem ter em futuras missões robóticas e tripuladas.
Redemoinhos de poeira surgem devido às condições atmosféricas comuns em Marte. “Você precisa ter um gradiente de temperatura muito grande entre o solo e o ar”, explicou Murdoch. “Então o solo fica muito quente e isso aquece o ar, o que faz com que o ar comece a subir. E quando o ar começa a subir, as coisas começam a girar, e é aí que você começa esse movimento semelhante a um redemoinho.”
Esse processo também acontece aqui na Terra, mas o que é notável sobre os demônios da poeira marcianos é o tamanho que eles podem atingir. O dust devil detectado recentemente pelo Perseverance tinha 25 metros de largura e 118 metros de altura (82 pés por 387 pés), colocando-o diretamente na zona média em termos de tamanho para tempestades de poeira marcianas. Mas eles também podem crescer muito, já que a poeira em Marte pode ser levantada em enormes tempestades globais de poeira.
“Um dos grandes problemas que temos agora é que não podemos prever muito bem as tempestades de poeira”, disse Murdoch. E isso tem implicações para tudo – desde tentar pousar espaçonaves com segurança em Marte até tentar manter a poeira afastada de painéis solares vitais para manter as missões robóticas em andamento. Os modelos atuais lutam especialmente para prever as grandes tempestades globais de poeira, e isso parece ser porque é difícil modelar as forças que estão levantando a poeira da superfície do planeta.
Os pesquisadores sabem que forças como cisalhamento do vento e redemoinhos de poeira podem levantar a poeira da superfície, mas há muitas questões em aberto sobre exatamente como isso acontece. Uma descoberta particularmente estranha é que, embora os demônios da poeira sejam comuns na Cratera Jezero, onde o Perseverance está localizado, eles são notavelmente raros em Elysium Planitia, a área em que o módulo InSight está localizado, e não está claro o porquê.
É aí que entra o microfone. “A sensibilidade do nosso microfone 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 ao telefone e está ventando”, explicou Murdoch. “Estamos usando esse ruído de fundo para estudar o vento.”
Com tantos instrumentos científicos no Perseverance precisando de tempo de operação, as janelas disponíveis para gravações de microfone duram apenas alguns minutos. Para maximizar suas chances de detectar um demônio da poeira durante esses curtos períodos, a equipe do microfone cronometrou essas janelas para os períodos da tarde, quando os demônios da 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 boa dose de sorte que este redemoinho recente foi capturado.
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Além de coletar dados sobre as condições do vento, o microfone também detectou o som de pequenos impactos: grãos únicos de poeira que atingiram a área ao redor do microfone e fizeram um ping detectável. Ao contar cada um desses impactos, os pesquisadores puderam ver a densidade dessas partículas dentro do demônio da poeira – uma medida que nenhum outro instrumento foi capaz de fazer e que poderia ajudar a modelar como os demônios da poeira levantam partículas da superfície.
Esta pesquisa é apenas um exemplo inicial no crescente campo do uso de dados acústicos na exploração planetária. Para um planeta ou lua com uma atmosfera, os instrumentos acústicos podem coletar dados em uma alta taxa de amostragem, permitindo observações de eventos que mudam rapidamente, 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 encontrará em rovers planetários e aterrissadores planetários”, disse Murdoch. “Com um microfone, é um pouco como usar um microscópio. Estamos vendo o que está acontecendo nessas escalas de tempo realmente curtas.”
Há também o fascínio humano que acompanha ouvir os sons de outro planeta. A lista de reprodução de sons do Perseverance da NASA permite que qualquer pessoa experimente os ruídos do Planeta Vermelho, desde o assobio do vento até o zumbido do próprio rover, tudo ativado pelo microfone do SuperCam.
“A largura de banda do nosso microfone é exatamente a mesma do ouvido humano, então os sons que ouvimos não são ajustados de forma alguma. São os sons que você ouviria se estivesse em outro planeta”, disse Murdoch. “E isso é muito legal.”
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