Z Marsu nejen obrazem ale i zvukem – mikrofony DPA pomáhají objevovat zvuky rudé planety.
30. 7. 2020 ve 13:40 SELČ vyslal americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) na Mars automatický vědecký rover Perseverance (Vytrvalost) určený k výzkumu rudé planety. Svého cíle by měl dosáhnout 18. února 2021. Mezi přístroji, senzory a kamerovými systémy jsou i technologie dánské společnosti DPA, které budou sloužit jako uši i sluchové centrum „mozku“ robotického vozítka během nejkrizovější části celé mise.
Rover nese běžně dostupný všesměrový mikrofon DPA 4006, digitální audio rozhraní MMA-A a modulární aktivní kabel MMP-G, který zde bude fungovat jako ultra transparentní předzesilovač. Úkolem mikrofonu je snímat zvuky během náročného a nebezpečného vstupu přistávacího modulu z oběžné dráhy do atmosféry Marsu, v průběhu sestupu a při dosednutí roveru na povrch planety (EDL).
Perseverance ponese audio technologie firmy DPA Microphones proto, aby pomohl vědcům získat poznatky o zvukovém prostředí marťanské atmosféry. Po většinu cesty bude zvukové zařízení sondy nečinné. Jakmile však rover vstoupí do atmosféry Marsu, mikrofony zprostředkují posluchačům na Zemi zvuky sestupu. Kromě tření v atmosféře planety uslyšíme pravděpodobně také marťanský vítr nebo zvuky prachu zvířeného při dosednutí robotického vozítka.
Hudba marťanského větru
Až donedávna zvuky z atmosféry rudé planety žádný člověk neslyšel. První záznam přinesla 1. prosince 2018 sonda NASA InSight Mars Lander, jejímž hlavním cílem bylo zkoumat otřesy planety (tzv. marsotřesení) a její vnitřní teplotu. Nainstalovaný seizmograf s vysokou citlivostí tehdy zachytil vibrace způsobené marťanským větrem. Zvuk větru tehdy zaznamenaly také tlakové senzory robotického vozítka. Tyto zvuky byly ovšem zachyceny nástroji, které primárně neslouží pro záznam audia a pořízené nahrávky tomu odpovídají.
Za účelem prohloubení poznatků o zvukovém prostředí Marsu bude šestikolový rover Perseverance vybaven technologií od DPA Microphones. Jen si představte spektrum zvuků, které by vhodný mikrofon mohl během cesty zaznamenat – opouštění kosmického prostoru, vstup do atmosféry a nakonec i dění na povrchu planety.
Jaké produkty firmy DPA do vesmíru odlétají?
NASA pro potřeby této mise provedla přísné testy nejrůznějších typů mikrofonů, na jejichž základě nakonec vybrala vybavení dánské společnosti DPA. „Uši“ Perseverance budou zastupovat všesměrové mikrofony DPA 4006, které jsou přichyceny na jeho konstrukci a spárovány s modulárními aktivními kabely MMP-G v roli mimořádně transparentních předzesilovačů.
Uvnitř roveru je ve funkci sluchového centra „mozku“ instalováno digitální audio rozhraní DPA MMA-A, jehož úkolem je digitalizovat zvuk v nejvyšší možné kvalitě a přes USB ho odesílat do počítače vesmírného vozítka. Cesta ze Země na Mars rozhodně není příslovečnou procházkou růžovým sadem. Během mise bude sonda vystavena extrémním teplotám (až -100 °C), divoce se měnícímu tlaku a silným vibracím. Aby vybavení přistálo na Marsu v dobrém provozním stavu, vytvořili konstruktéři tohoto kosmického programu speciální kryt, s jehož pomocí je MMA-A rozhraní připojeno uvnitř šasi roveru.
Americká Laboratoř tryskového pohonu (JPL), kterou NASA provozuje, vyvinula ve spolupráci s výzkumným a vývojovým týmem DPA speciální zapouzdření zesilovače MMP-G, které je přišroubováno k vnějšímu plášti vozítka. Kromě této úpravy těla zesilovače nedošlo u vybavení DPA k žádným zásadním změnám. Mikrofon, který znáte a s oblibou používáte při snímání orchestrálního aranžmá či nahrávání ambientů pro televizní produkci, je stejný, jako ten, který se vydal na dlouhou cestu na Mars.
Všesměrový mikrofon DPA 4006
Tento velmi vyhledávaný mikrofon si za poslední čtvrtstoletí vybudoval záviděníhodnou pověst tím, že při nahrávání opakovaně v různých situacích prokázal svou naprostou zvukovou transparentnost. Jedná se o mikrofon, který dokáže snímat zvuk s neuvěřitelnými detaily a hloubkou.
Digitální audio rozhraní MMA-A
Digitální audio interface MMA-A představuje kombinaci vysoce kvalitního dvoukanálového mikrofonního předzesilovače a A/D převodníku. S pomocí vašich oblíbených nahrávacích/broadcastingových aplikací dokáže zachytit krystalicky čistý zvuk.
Na co budou mikrofony použity?
Jedna z nejrizikovějších částí mise je tzv. EDL (vstup do atmosféry, sestup a dosednutí) – proces přesunu z oběžné dráhy planety do její atmosféry a dosednutí do rudého marťanského prachu. Zvuk otevření padáku v atmosféře Marsu ještě nikdo nikdy neslyšel. Pojízdný rover bude z přistávacího modulu Sky Crane na povrch planety spuštěn s pomocí speciálního postroje. Po dosednutí robotického vozítka se jejich pouto přeruší a Sky Crane odletí pryč.
Úkolem mikrofonů DPA je zvuky z přistání pro NASA zachytit. Fascinující zvuky ze sestupu roveru nebudou sloužit pouze projektovým inženýrům a vědcům, poslouchat je bude i zvědavá veřejnost.
Co přesně uslyšíme?
To, popravdě řečeno, nikdo s jistotou neví, jedná se spíše o odhady odborníků. Na stejnou otázku jsme se zeptali našeho zvukového experta Eddyho Bøgha Brixena. Přestože zcela upřímně říká, že jde pouze o domněnky, jeho očekávání stran této průzkumné kosmické mise naleznete v níže publikovaném videu.
DPA a NASA – společně na několika misích
Cesta na Mars není prvním případem, kdy DPA přímo spolupracují s NASA. Díky odolnosti a schopnosti pracovat s extrémně vysokou hladinou akustického tlaku (který vzniká např. během startu rakety) si americká kosmická agentura vybrala tyto mikrofony již několikrát. K co nejpřesnějšímu a nejtransparentnějšímu zachycení zvuku vesmírné mise byla firma DPA povolána již před 50 lety.
Mise STS-63
Mikrofony DPA byly použity také pro zvukový záznam z vypuštění amerického raketoplánu Discovery v únoru 1995 v rámci mise STS-63, při které poprvé v historii letěla ve funkci pilota žena. Jednalo se o stejný typ mikrofonů, které byly nasazeny při startu Apolla 13.
Vypuštění raketoplánu s sebou nese některé mimořádné technické komplikace, které v neposlední řadě souvisejí s tím, že hladiny akustického tlaku mohou při startu dosáhnout až 170 dB. Použité mikrofony také musejí ustát extrémně silný a ničivý odpal rakety. V okamžiku vzletu je odpalovací rampa zasažena plameny, prudkým žárem i chemikáliemi.
Jeden z mikrofonů DPA byl umístěn pouze 150 metrů od odpalovací rampy, kde dokázal bez zkreslení zpracovat akustický tlak 170 dB. Druhý mikrofon byl umístěn ve vzdálenosti 427 metrů a zaznamenal signál s SPL o hodnotě 146 dB. Třetí mikrofon v pozici 1,6 km (1 míle) od rampy nahrál signál s SPL o hodnotě 125 dB. Zvukový záznam pořízený těmito mikrofony byl následně použit řadou vysílacích sítí, včetně ABC, NBC a CNN.
Apollo 13
K první spolupráci DPA a NASA došlo přibližně před padesáti lety. Slavné Apollo 13 odletělo do kosmu v dubnu 1970 a pro zachycení zvuku startu rakety byly použity měřící mikrofony B&K (předchůdce současných DPA Microphones). Vložka v těchto mikrofonech nesla označení B&K 4133 a byla „otcem“ modelů DPA 4004/4007.
Audio záznam – ZDE.
Chcete se o mikrofonech dovědět více nebo si nejste jistí jeho výběrem? Poradíme vám, popř. si některé můžete u nás rovnou vyzkoušet nebo i zapůjčit.