ระหวางการบินเพื่อการสาธิตทางเทคโนโลยีของ Ingenuity ครั้งที่ 4 เมื่อวันที่ 30 เมษายน 2021 นั้น โรเวอร์ Perseverance ได้ถ่ายวิดีโอและอัดเสียงของ Ingenuity ด้วยกล้อง Mastcam-Z และไมโครโฟนที่ติดอยู่กับกล้องเลเซอร์ SuperCam ของ Perserverance
เดิมทีแล้ว SuperCam เป็นกล้องที่มาพร้อมกับเลเซอร์กำลังสูงซึ่งใช้ในการยิงหินบนดาวอังคารขนาดเล็กให้แตกตัวกลายเป็นไอน้ำแล้วจึงใช้ Spectrometer ในการวัดการแผ่ช่วงคลื่นแสงใน Spectrum ต่าง ๆ เพื่อระบุหาส่วนประกอบทางเคมี (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) นอกจากนี้ SuperCam ยังมีไมโครโฟนในตัวซึ่งใช้ในการฟังเสียงของหินที่แตกออกเมื่อถูกเลเซอร์เพื่อวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพของมัน เช่น ความแข็ง แต่ในครั้งนี้ SuperCam ถูกนำมาใช้ในการอัดเสียง Ingenuity เป็นการชั่วคราว
ในการบินครั้งที่ 4 นั้น Ingenuity จอดอยู่ห่างจาก Perserverance ประมาณ 80 เมตรซึ่งเป็นระยะที่ไกลพอสมควรที่ไมโครโฟนบน Perseverance อาจจะไม่ได้ยินเสียงใบพัดของ Ingenuity แม้มันจะหมุนด้วยความเร็วกว่า 2,537 RPM บวกกับลมบนดาวอังคารที่เสียงดังมากจนอาจจะกลบเสียงใบพัดของ Ingenuity ได้นั่นเอง
ด้วยเหตุนี้เสียงที่ Perseverance อัดมาได้จึงเป็นเสียงแบบ Mono ซึ่งเสียงที่เราฟังตามปกตินั้นเป็นแบบ Studio กล่าวคือเสียงจากฝั่งซ้ายและขวามีความแตกต่างกันในขณะที่เสียงใน Mono นั้นจะไม่มีความแตกต่างในเรื่องของเสียงจากสองฝั่ง ซึ่งการอัดเป็นแบบ Mono นั้นจะทำให้การทำสิ่งที่เรียกว่า Noise Suppression หรือการลด Noise ง่ายขึ้นนั้นเอง
นักวิทยาศาสตร์ทำการ Isolate หรือแยกเสียงในช่วงคลื่นความถี่ระหว่าง 80 hertz ถึง 90 hertz ออกมาแล้วตัดเสียงช่วงคลื่นที่ต่ำกว่านั้นหรือสูงกว่านั้นออกเพื่อลดเสียงรบกวน โดยเสียงใบพัดของ Ingenuity นั้นอยู่ที่ประมาณ 84 hertz ซึ่งจะทำให้เราสามารถเร่งเสียงใบพัดของ Ingenuity ที่อยู่ห่างออกไปกว่า 80 เมตรให้ดังขึ้นในขณะที่ลดเสียงรบกวนไปด้วยได้นั่นเอง
และนี่คือเสียงที่ Perseverance อัดได้ระหว่างที่ Ingenuity กำลัง Spin-up จนขึ้นบินและกลับมาลงจอด
เมื่อนำมารวมกับวิดีโอที่ Perseverance ถ่าย Ingenuity ด้วยกล้อง Mastcam-Z เราจึงได้เห็นทั้งภาพเคลื่อนไหวและเสียงของ Ingenuity ขณะกำลังทำการบินเป็นครั้งแรก ซึ่งเสียงของใบพัดนั้นสามารถแยกออกจากเสียง Backgroud Noise ได้อย่างชัดเจนที่เวลาประมาณ 2:20 ในวิดีโอซึ่งเป็นช่วงที่ Ingenuity ลงจอดและ Spin down ใบพัดของมันทำให้เราได้ยินเสียงใบพัดที่อ่อนลงเรื่อย ๆ คล้ายกับเครื่องยนต์ของเครื่องบินนั่นเอง
นอกจากนี้ระหว่างที่ Ingenuity กำลังเคลื่อนที่เราจะยังสามารถสังเกตการณ์ปรากฏการณ์ดอปปเลอร์ (Doppler Shift) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่เข้าหาหรือออกจากผู้สังเกตการณ์ ในที่นี้ผู้สังเกตการณ์ก็คือ Perseverance ส่วนแหล่งกำเนิดเสียงก็คือ Ingenuity เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเดินทางเข้าหาผู้สังเกตการณ์ คลื่นเสียงจะเกิดขึ้นและอัดกันแน่นขึ้นไปเรื่อย ๆ ทำให้เสียงมีความถี่สูงขึ้นและมี Pitch ที่สูงขึ้น ในขณะที่เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเดินทางออกห่างจากผู้สังเกตการณ์เรื่อย ๆ เสียงกับแหล่งเสียงออกห่างจากกันเรื่อย ๆ ขณะที่มันยังสร้างคลื่นเสียงขึ้นมาอย่างต่อเนื่องทำให้คลื่นเสียงก่อนหน้ากับคลื่นเสียงใหม่อยู่ห่างกันเรื่อย ๆ จึงมีความถี่ลดลงและมี Pitch ของเสียงลดลง
ปรากฏการณ์นี้เป็นปรากฏการณ์ที่สามารถสังเกตได้จากเสียง Siren จากรถพยาบาลเมื่อมันกำลังเคลื่อนที่เข้าหาเราจากนั้นก็ผ่านเราไปและเคลื่อนที่ออกห่างจากเรา เราจะได้ยินเสียงระหว่างสองช่วงแตกต่างกัน แต่จริง ๆ แล้วเสียงที่ปล่อยออกมาจาก Siren คือเสียงเดิมมีความถี่ไม่เปลี่ยนแปลง Pitch เท่าเดิม แต่ Doppler Shift ในขณะที่รถกำลังเคลื่อนที่ต่างหากที่ทำให้เสียงที่เราได้ยินเปลี่ยนไป และปรากฏการณ์นี้ก็สามารถเกิดขึ้นได้บนดาวอังคารเช่นกันและ Perseverance ก็เป็นโรเวอร์อันแรกที่ได้สังเกตการณ์ปรากฏการณ์แบบนี้
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
NASA’s Perseverance Captures Video, Audio of Fourth Ingenuity Flight
