El sonido de los vientos de marcianos de Elysium Planitia (más o menos)

Por Daniel Marín, el 9 diciembre, 2018. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • Marte • NASA • Sistema Solar ✎ 54

¿Cómo suena el viento en Marte? Esta es una pregunta que se ha hecho la humanidad desde que supimos que nuestro mundo vecino tiene una atmósfera. Y, por fin, tenemos la respuesta. Así que, sin más preámbulos, saciemos nuestra curiosidad:

Sí, se parece al viento terrestre al que estamos acostumbrados. ¿Qué esperabas? Es viento, al fin y al cabo. Eso sí, el asunto tiene «truco». Y es que los sonidos del viento marciano captados por la sonda InSight de la NASA han tenido que ser procesados para que los podamos percibir. Es decir, no se ha usado un micrófono para escuchar el sonido del viento, sino otros instrumentos. Por un lado se ha empleado un sensor de presión y, por otro, el sismómetro francés SEIS. Una vez colocado en la superficie marciana, SEIS no podrá captar las vibraciones de la sonda, pero ahora se encuentra situado sobre la cubierta de la misma. Por eso SEIS ha podido detectar las vibraciones causadas por el viento sobre los grandes paneles circulares de InSight. Para que estas vibraciones captadas por el sismómetro SEIS suenen como el viento han tenido que ser modificadas haciéndolas más agudas (dos octavas por encima), así que por eso decimos que este sonido del viento marciano tiene truco. No obstante, es posible escuchar directamente las vibraciones en bruto, sin necesidad de aumentar su frecuencia, como un ruido muy grave.

Panorama de la zona de aterrizaje de InSight tomado en el Sol 10 (NASA/JPL-Caltech/Damia Bouic).

SEIS consta de varios sensores. Las vibraciones de la nave han sido recogidas por los tres sensores SP de periodo corto, que son sensibles a frecuencias de 0,05 a 50 hertzios, o sea, un rango que se solapa con el límite inferior de la capacidad del oído humano (SEIS tiene otros tres sensores VBB, localizados dentro de una esfera de titanio al vacío, sensibles a frecuencias de 0,005 y a 1 0 Hz). SEIS es lo suficientemente sensible como para determinar la dirección del viento que ha provocado esas vibraciones y resulta que coincide con los rastros de dust devils que se ven en las imágenes desde la órbita. Estos datos servirán para calibrar el funcionamiento de SEIS y, en el futuro, para crear los modelos eólicos que ayuden a filtrar el ruido del viento de los datos del interior de Marte. El viento captado por SEIS se movía por la planicie de Elysium a una velocidad de entre 16 y 24 km/h y soplaba en sentido noroeste a sureste. Las sondas Viking también llevaban sismómetros, pero eran sensibles a frecuencias mucho más bajas que los sensores SP de InSight. También existen grabaciones del «sonido» de Titán y Venus captados por sensores a bordo de las sondas Huygens y Venera, respectivamente, pero son más bien «sonogramas» y su transformación en sonido no deja de ser un poco «tramposa» (muchos datos pueden ser transformados en sonido, pero eso no significa que la información sea más relevante en ese formato).

El instrumento SEIS, en primer plano, visto por la cámara IDC del brazo robor de InSight (NASA/JPL-Caltech).
Uno de los sensores SP de fabricación británica del seismómetro francés SEIS de InSight (NASA).
Dirección de las vibraciones detectadas por SEIS (NASA).
Vibraciones detectadas por uno de los sensores SP de SEIS debidas al viento marciano (NASA).
Instrumentos de InSight (CNES).

El otro instrumento de InSight que ha detectado el viento marciano es el ASPSS (Auxiliary Payload Sensor Subsystem), un sensor que mide las diferencias de presión del aire. Es decir, sonido de verdad. La pega es que ASPSS es sensible a infrasonidos con una frecuencia de 10 Hz, o lo que es lo mismo, sonidos fuera del rango de sensibilidad del oído humano (que va de 20 Hz a 20 kHz, aproximadamente). Para que el sonido recogido por el ASPSS sea audible ha sido necesario aumentar su frecuencia cien veces. El sensor ASPSS se encuentra en el centro de la cubierta de InSight y actualmente está tapado por la cubierta WTS (Wind and Thermal Shield) que debe precisamente proteger al instrumento SEIS del viento y los cambios de temperatura una vez esté sobre el suelo. Una vez retirada la cubierta WTS, el sensor ASPSS será capaz de captar otros sonidos más débiles, como los generados por meteoritos al fragmentarse en la atmósfera marciana durante la entrada (!).

Por supuesto, si estuviéramos en Marte tendríamos problemas para escuchar el apagado ruido del viento a través de las paredes de nuestra nave espacial o escafandra. La presión superficial en Marte ronda los 7 milibares, lo que para nuestros cuerpos es prácticamente el vacío. Solo los vientos más veloces que se dan en Marte, con velocidades superiores a los 100 km/h, generarían un nivel de ruido decente (a pesar de que serían incapaces de mover a un astronauta enfundado en un traje espacial que estuviese caminando por la superficie). Pero, curiosamente, los infrasonidos se propagan prácticamente igual en la atmósfera marciana que en la terrestre.

Localización (en azul) del sensor ASPSS de InSight (NASA).
Los datos de infrasonidos del sensor ASPSS (NASA).

Por lo tanto, los sonidos del viento marciano captados por InSight son en realidad infrasonidos que han sido manipulados para que puedan ser escuchados claramente por seres humanos. Eso no implica que sean menos espectaculares, pero siempre está bien saber de qué estamos hablando exactamente. Entonces, ¿podremos oír algún día el viento marciano directamente sin jugar con las frecuencias? Sí, y antes de que una persona camine por el planeta rojo. El futuro rover de la NASA Mars 2020 irá equipado con dos micrófonos que, esta vez sí, captarán directamente, sin «trucos», el sonido en las frecuencias del oído humano. Uno de los micrófonos del Mars 2020 será capaz además de grabar el sonido del aterrizaje de la sonda, mientras que el otro servirá para escuchar el sonido del láser del instrumento SuperCam.

El panel solar de InSight y uno de los mástiles de la estación meteorológica española TWINS vista por la cámara IDC de InSight (NASA/JPL-Caltech).
Una de las patas de InSight vistas por la cámara IDC del brazo robot de InSight (NASA/JPL-Caltech).

Pero no serán los primeros micrófonos que la humanidad envían a Marte. Ese honor le corresponde al micrófono que viajaba a bordo de la Mars Polar Lander, una sonda que fue lanzada hacia el planeta rojo en 1999 y que se estrelló durante la fase de descenso. Este micrófono era una contribución de la organización The Planetary Society y se trataba del primer instrumento desarrollado con fondos privados que viajó a Marte. Había sido instalado en un LIDAR de construcción rusa, pero nunca pudo escuchar los sonidos del viento marciano. Este mismo micrófono debía viajar en las sondas Netlander europeas, un proyecto que fue cancelado. The Planetary Society logró incorporar otro micrófono en la cámara de descenso de la sonda Phoenix que viajó a Marte en 2008, pero nunca pudo ser activado porque los encargados de la misión consideraron que existía un riesgo de fallo eléctrico si encendían la cámara. Y así se dio la paradoja que el primer micrófono que la humanidad puso en la superficie de otro mundo con atmósfera nunca fue encendido.

Por tanto, después de tantos esfuerzos y años para lograr situar un micrófono en la superficie de Marte, estos sonidos de InSight puede que no sean «reales», pero eso no significa que sean menos impresionantes.

Referencias:

  • https://mars.nasa.gov/resources/22205/nasas-insight-hears-the-sound-of-mars/
  • https://spacegate.cnes.fr/fr/insight-historique-seis-enregistre-le-bruit-du-vent-sur-mars


54 Comentarios

  1. Aparte del sonido del viento captado por la Huygens en su descenso hay tambien uno captado en la superficie de Titan, aunque solamente se oyen el ruido de la electronica y el sonido ritmico que se oye tambien durante el descenso de la sonda (¿oscilador?)

    ¿Como se “oye” Venus?. Imagino que con lo denso de la atmosfera debe de ser algo parecido al fondo marino.

  2. Pues si son impresionantes estos sonidos…la verdad es que el rover 2020 será un espectáculo, entre las nuevas cámaras para grabar el descenso, el micrófono, etc..y encima un mini helicóptero 😉

    Pero ya tenemos ganas de saber si Marte esta en su interior en ebullición (y si podríamos tener energía geotermica para una colonia) y si los Marsquake, son un problema… en fin, muchas cosas que este lander, nos irá descubriendo…

    Por cierto Daniel, el TWINS ¿ya está funcionando no? ¿Cual es el reportaje meteorológico en estos días?

      1. Si y encima para una vez que UK parece que empieza a tomar en serio, la inversión espacial, se van a dedicar a crear su propio sistema de GPS, pues se han salido del Galileo…vaya despilfarro más absurdo…

        En fin así le va a la ESA y Europa…

    1. Yo esperaré al micrófono del próximo rover para emocionarme, estos otros métodos están bien y seguro que se saca mucho rédito científico a los datos de sus detecciones del viento, pero esto no es como oír el viento…

  3. En definitiva, hay un poco de trampa cuando pensamos que así suena el viento en Marte.

    Llama la atención que no haya sido un viento establecido en una dirección, sino una brisa soplando en direcciones opuestas, al menos en ese rato: SE y NW, lo que aquí diríamos segundo y cuarto cuadrante de la rosa de los vientos.

  4. En Marte, con una atmósfera muy tenue, la diferencia de temperatura entre el día y la noche debe de ser mayor que en la Tierra.
    ¿Se oirá en Marte cómo se parten las rocas debido a esos cambios de temperatura?

    1. La temperatura es muy diferente entre la noche y el día, pero eso no tiene por qué significar que las cosas se enfrían o calientan más.
      Transmitir calor se puede hacer por 3 métodos, conducción, convección y radiación. La conducción no aplica, ya que en principio todas las piedras deberían estar a la misma temperatura. Convección, al haber tan poquísima atmósfera (0,7% de la terrestre) debe ser mucho menor que aquí, ya que hay menos aire al que transferir el calor. Y el tercer método, la radiación, es más alta cuanto más alta es la temperatura, y en Marte hablamos de temperaturas varias decenas por debajo de 0.
      No he hecho los números (y la verdad es que no sabría por donde empezar a hacerlos), pero a priori, no me da la sensación de que la temperatura de las rocas pueda variar tan rápidamente.

      1. Por el día, la radiación solar que recibe una roca en Marte la calentará apenas sin pérdidas por convección porque la presión atmosférica es muy pequeña. Por la noche perderá calor rápidamente por radiación, que depende de la temperatura absoluta. En Marte, en proporción, la temperatura absoluta no es muy diferente de la de la Tierra:
        Marte, máxima 293 K
        Tierra, máxima 331 K
        (Wikipedia)

        1. Pero en la fórmula de la transferencia de calor la temperatura está elevada a 4, lo que hace que esa pequeña diferencia de temperatura absoluta provoque que la irradiación sea casi el doble en la Tierra que en Marte. Eso hablando de la temperatura máxima, si hablamos de la media (287K en la Tierra contra 227K en Marte) esa diferencia se va casi hasta el triple.
          Por otro lado, la cantidad de energía recibida disminuye con el cuadrado de la distancia al Sol, lo que hace que a Marte le llegue aproximadamente un 40% de la energía que le llega a la Tierra.

          Y luego está el tema de la transferencia de sonido, que al tener una atmósfera prácticamente nula, casi, casi no se debe escuchar nada allí.

          1. De acuerdo, es posible que sea menos probable en Marte que en la Tierra la fractura de las rocas por los cambios en la tempetatura ambiente, y en que se transmitirá menos el sonido en su atmósfera. Pero cuando haya micrófonos muy sensibles allí, al oir un ruido brusco, creo que no habría que descartar esto como una explicación más.

  5. A ver, los sensores SP de fabricación británica del seismómetro francés SEIS de InSight se parecen mucho a una moneda de 2 euros. Lo que no sé es lo que les han puesto debajo.
    😁😁😁😁😁

  6. Estos logros permiten viajar con tu imaginación a otros mundos, el poder oírlo como si tú estuvieras ahí, incrementa esa sensación.
    Científicamente puede ser datos menos relevantes que otros, pero nos motivaran a todos nosotros a seguir indagando con nuestro entorno.

        1. Mas que eso. Nadie funda una empresa para no tomar utilidades de sus acciones, menos aun si se es fundador y accionista mayoritario y redactor de las condiciones (aparte de las que exige el Estado).
          Lo que no se puede hacer es transferir dinero de una empresa a otra directamente. Y lo que no le conviene, por supuesto, es vender acciones porque pierde parte del control. Asi que le queda la opcion de tomar dividendos. El sueldo es otra cosa.
          Hay gente que piensa que porque una empresa cotiza en bolsa queda separada de los derechos de propiedad de sus accionistas, como si se transformara en una entidad sin fines de lucro situada en otra galaxia.

    1. No sé si esto puede afectar diréctamente a Space X.
      Me parece que entra dentro de los primeros pasos lógicos en la transición inevitable de los motores de combustión a los motores eléctricos.
      Empieza una gran carrera mundial para dejar de emitir CO2. Los que pierdan irán a la ruina.

      Los mayores inversores ya dan también la alarma contra las emisiones de CO2:
      https://www.theguardian.com/environment/2018/dec/10/tackle-climate-or-face-financial-crash-say-worlds-biggest-investors

      Tardará algo más, pero seguramente esa carrera también llegará a la astronáutica.

      1. Toda la automoción mundial, incluidos camiones , emiten el 15 % del CO2 que producimos. Nos quedarían otros 85 % .
        El hombre produce el 5 % del CO2 . el 95 % lo produce la naturaleza.
        El CO2 representa el 0.o35 % de la admosfera terrestre.
        Y los barcos no podrán funcionar nunca a “pilas” . Ni los cohetes de Elon Musk.

        1. Los aviones comerciales y los cohetes no criogénicos son huesos bastante más duros de roer que los barcos:
          marineinsight.com/green-shipping/top-7-green-ship-concepts-using-wind-energy/

          En cuanto a la automoción, el aparentemente insignificante 15% del 5% puede marcar toda la diferencia en la evolución de la intrincada red de fenómenos susceptibles de retroalimentación que conforman ese sistema no lineal que llamamos clima.

          Se puede discrepar tanto con alarmistas como con negacionistas y reducir todo el asunto del cambio climático de origen antropogénico a una apuesta en la que nos jugamos la habitabilidad del planeta. Si los alarmistas están equivocados, no pasa nada. Pero si los equivocados son los negacionistas…

          Saludos.

          1. Independientemente del CO2 y el cambio climático, el uso de energías renovables es sinónimo de equilibrio con el medio ambiente y un proyecto sin un final por acabarse los recursos. No soy ecologista, pero no me gusta que mi nivel de vida dependa de algo que se acabará tarde o temprano. Hay que buscar sustitutos para que a largo plazo podamos tener una vida digna. Habría que prever cómo será nuestra vida sin combustibles fósiles y considerar que será una realidad y tomar medidas ahora con la sartén por el mango, sabiendo que tenemos las no renovables aún para rectificar la estrategia. O podemos esperar que los precios del combustible se disparen y que la economía sufra otra crisis. Cuando se introdujeron los biocombustibles, por ejemplo, encareció la comida, por usar vegetales que se usan en alimentación.

          2. Una de las cosas que me preocupa de las acciones para limitar el CO2, es que da la impresión de que parte se trata de poner una capa más intermedia. Por ejemplo, si usamos un coche eléctrico, necesitamos electricidad. Actualmente la forma de conseguir electricidad es con generadores industriales que queman combustible en mucha proporción de la electricidad producida. Usaremos coches eléctricos que no contaminan, pero dichos coches eléctricos usarán red eléctrica que incrementan el calentamiento global usando combustibles fósiles.

          3. Rafa, eso de que los biocombustibles encarecen la comida, no sé hasta que punto será veraz a día de hoy. Pero lo cierto es que la superficie cultivable es finita. Por lo tanto, si no hoy, eso es lo que sin duda va a ocurrir mañana cuando el petróleo finalmente se agote.

            Y será la madre de las crisis, incluso si para entonces ya no dependemos de combustibles derivados del petróleo, porque seguiremos dependiendo de todos los demás derivados del petróleo que deberemos sintetizar de otras fuentes.

            No es necesario ser ecologistas, basta con ser racionales para darnos cuenta de que seguir quemando alegremente el petróleo que va quedando en vez de reservarlo para otros usos… es una decisión muy poco sabia.

            En cuanto a la actual generación “sucia” de electricidad… Musk es plenamente consciente de la situación. Precisamente por eso, el concepto, el paradigma Tesla, es mucho más que coches eléctricos. Tesla es Tesla Motors + Tesla Solar Roof + Tesla Powerwall + Tesla Supercharger.

            La idea es que toda esa cadena sea 100% solar. Actualmente no lo es, la Gigafactory 1 (Tesla Motors), la Gigafactory 2 (SolarCity), y la red de estaciones Supercharger, están lejos de ser 100% solar. Pero cada vez falta menos. Paso a paso. Tiempo al tiempo. La compañía tuvo que resolver problemas bastante más acuciantes que cumplir las “promesas verdes” en tiempo y forma.

            In Elon we trust 🙂

          4. A no ser que la Tierra sea excepcional en su composición, hay carbono sin quemar, y accesible, como para acabar con todo el oxígeno de la atmósfera. No es la falta de carbono, ni como combustible ni como alimento, lo que obliga a dejar de quemarlo, sino la pérdida del equilibrio climático, que trae consecuencias catastróficas, entre ellas la pérdida de terreno cultivable debido a inundaciones, sequias, pérdida de terrenos costeros y salinización de acuíferos.
            https://es.m.wikipedia.org/wiki/Abundancia_de_los_elementos_químicos

          5. Y aunque la electricidad se produzca plenamente en centrales de combustibles fósiles (que cada vez es menos). Es más lógico producirla ahí y luego suministrarla a los coches ya que la grandes generadores permiten usar procesos como la regeneración y el intercooling para alcanzar eficiencias térmicas mayores. (En lugar de transformar solo el 25% del combustible en trabajo útil puedes aumentarlo al 55%) al mismo tiempo que es más fácil bloquear las emisiones de NOx y CO2 en una gran chimenea con cantidades ingentes de estos que en miles de tubos de escape diferentes.

  7. En Marte hay dunas y las dunas empinadas sufren suaves avalanchas provocadas por el viento. El rozamiento de los granos de arena pueden provocar un efecto resonante sonoro que puede ser interpretado por zumbidos, tambores, o instrumenros musicales por los viajeros del desierto. Al fenómeno se lo conoce como: Dunas Cantoras. Me gustaría saber com suenan las dunas cantoras de Marte. 😉

  8. Mientras tanto en el mundo de Elon:

    “The BFR program has officially moved away from carbon fiber composites as the primary material of choice for the rocket’s structure and propellant tanks, instead pivoting to what Musk described as a “fairly heavy metal” side from his confirmation that SpaceX has moved to metallic tanks and structures on BFR’s spaceship upper stage and booster (Starship/Super Heavy), Musk further stated that SpaceX was planning to release new photos of a prototype Starship – currently under construction for full-scale hop-tests in South Texas – as few as four weeks from today. ”

    Lo que dicen es que se ha dejado los composites y la fibra de carbono de lado, para emplear metales como materiales primarios en la estructura y los tanques de propelentes, tanto en la primera etapa, BFR. como en la segunda, Starship.

    El espíritu de Robert Truax tiene que estar riendose mucho si nos mira desde arriba!.

    1. Bueno, no tanto. El meollo de su diseño era un único motor por etapa, de tamaño híper-mega-descomunal (la cámara de combustión tiene el tamaño de una casa). Además, operado por presión, no por turbina.
      Son motores poco eficientes, pero muy simples (en teoría, claro. La combustión estable es difícil en cámaras grandes, y la del Sea Dragon es apocalípticamente grande).

      En ese aspecto, el diseño de SpX es exactamente lo contrario. Motores pequeños, complejos y supereficientes (y redundantes, a diferencia del Sea Dragon), optimizados en función del máximo T/W.

      Son arquitecturas muy distintas para que el bueno de Robert tenga algo que decir.

    1. Aunque la gente no se lo crea, el espacio es muy grande y contiene muchas direcciones a las que enviar sondas. Y si en el siglo XXI decidimos enviar nuevas sondas, no estaría de más.

      Seguramente lo que echará atrás, aparte de la falta de dinero, es que ahora tenemos miedo de que nos descubran. Podrían ser seres malvados que no respetaran la naturaleza sin capacidad de defensa ante su tecnología.

  9. FDT: Elon sobre el BFS/BFR:
    “El contorno sigue siendo aproximadamente el mismo, pero los materiales fundamentales cambian en la estructura del cohete, los tanques y el escudo térmico”.

    1. Vuelve el Heavy Metal.
      Sería el momento de desembalsamar a los Judas Priest para una presentación estelar del BFR.

      Siendo positivo, lo mejor de esto es que:
      -Puede acelerar el desarrollo y fabricación del BFR.
      -Puede reducir el coste de desarrollo y fabricación del BFR (detalle importante ya que SpX lo financia de su bolsillo).

      Dado que “El contorno sigue siendo aproximadamente el mismo”, creo que habrán pequeños cambios en las 4 superficies de control y frenado aerodinámico.

      Ahora, a esperar 4 agónicas semanas para que Musk nos arroje unas migajas de información.

      Lo que el viento se llevó: ¿Qué pasa con el tooling de fibra de carbono?
      La respuesta está en el viento (marciano).

    1. Hoy he visto en el twitter de Daniel una foto dónde se ve que el Insight ha aterrizado sobre un pedazo de roca: una de sus patas está a centímetros de un gran pedrolo. Ha ido de un pelo !

    1. Es obvio que “algo como el JWST” tiene más sentido si se le pudiera dar servicio y así extender su vida útil a 25 años, no digo ya 50 como piensan ellos. El pequeño problema es que para dar servicio a “algo como el JWST” hay que hacer un viajecito de 1,5 millones de km… porque “algo como el JWST” tiene que estar en Sun-Earth L2.

      Mi corazoncito no podría estar más de acuerdo con el grupo iSAT, pero mi mente sospecha que falta muuucho… vale decir, sospecho que la Getaway será inevitable… tan inevitable como inútil… tan inútil que no sólo no va a ayudar en absoluto a desarrollar la tecnología de ensamblaje in-situ de telescopios espaciales, sino que la va a retra$$$ar su$$$tancialmente.

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