如果你能去火星表面，你会听到什么？虽然有八次火星任务从这颗红色星球表面传回了令人惊叹的火星景色照片，但是没有一次传回任何火星声音。现在，这种情况即将改变：美国宇航局（NASA）毅力号火星车即将在几天后发射升空，执行搜索火星过去的生命迹象和收集样本以供未来返回地球的火星任务，而且火星车上将安装不是一个麦克风，而是两个麦克风。
一麦克风将会听到“毅力号”火星车穿过火星大气层降落时的声音，另一个麦克风将会记录下火星车在杰零陨石坑（Jezero ）进行科学工作时的声音，杰零陨石坑是一个古老的河流三角洲，那里的生命可能曾经繁荣昌盛。如果一切顺利，毅力号的麦克风将实现行星协会联合创始人卡尔·萨根(Carl Sagan)的愿望，他在1996年给NASA写了一封信，催促美国宇航局向火星发送麦克风。
萨根写道：即使第一次实验只记录了几分钟的火星声音，公众的兴趣也会很高，而且真正进行科学探索的机会也很大。在“毅力号”之前，至少有三次火星任务在设计中都安装了麦克风。第一个于1999年乘坐美国宇航局（NASA）火星极地着陆器飞往火星，由行星协会赞助，并成为第一个众筹资金飞往另一个星球的科学仪器。极地着陆器在表面坠毁，但更多的尝试将随之而来。然而到目前为止，还没有成功。
行星协会首席科学家布鲁斯·贝茨(Bruce Betts)说：长期以来，来自火星的声音一直令公众着迷，因此，行星协会一直欣然接受并追逐着这一声音。这可以追溯到我们早期向公众推广空间科学的想法，所以这个以一种全新方式让我们的感官，与另一个世界接触的概念是行星协会一直相信的，现在我们希望它能真正的实现。毅力号的两个麦克风中，一个是入口、下降和着陆(EDL)系统的一部分，负责将火星车通过火星大气层安全地带到地面。
毅力号的麦克风
来自该麦克风的音频将与EDL摄像机拍摄的全色视频配对，这将让观众第一次体验登陆火星的样子和声音。第二个麦克风包括在火星车的SuperCam科学仪器中，这是好奇号火星车激光加热ChemCam的新一代版本。像它的前身一样，SuperCam使用红外激光束来加热和蒸发岩石和火星土壤。然后，一台特殊相机可以确定蒸发材料的化学成分，并检测任何有机化合物的存在，即我们所知构成生命蛋白质的各种碳基化合物。
当SuperCam激光加热一块岩石时，由此产生的爆裂声将为科学家提供关于岩石成分的线索。太空硬件公司HeliSpace的首席执行官兼联合创始人格雷格·德罗里(Greg Delory)表示：它也将能够记录火星车正在工作的声音，德洛里是SuperCam麦克风团队的顾问，并帮助设计了行星协会最初的火星麦克风。听到桅杆是如何转动的，轮子是如何转动的，或者听到其他仪器是如何发出声音的，这也是一种重要的工程诊断工具。
也许麦克风最令人期待的功能是：它还将记录火星本身的声音。那么我们会听到火星风的咆哮吗？火星风暴会像地球上一样产生雷声吗？上世纪90年代中期，加州大学伯克利分校行星科学家珍妮特·卢曼(Janet Luhmann)提出了火星麦克风的想法：我参与火星科学和火星任务规划已经有几年了，我变得很好奇，为什么没有人把声音作为我们寻求用机器人实现感知的一部分？
历史上第一个火星麦克风
卢曼和加州大学伯克利分校空间科学实验室的几位科学家同事开始探索这个想法，使用像助听器麦克风这样的现成部件，并在美国宇航局（NASA）艾姆斯研究中心的火星风洞里，在类似火星的条件下测试了这个概念。结果很有希望，伯克利的科学家们开始认为，NASA可能愿意把麦克风飞到火星上，作为一种搭乘仪器，卢曼与行星协会就赞助火星麦克风一事进行了接洽，并认识到了这样一种工具的公共利益价值。
但是，当向美国宇航局火星极地着陆器任务的科学顾问委员会提出这一概念时，麦克风的想法被彻底打消了。该任务将于1999年初发射，委员会说：这没有任何科学价值。弗里德曼回忆说：这让人想起了行星任务的早期，第一艘先驱者号和水手号飞船上没有配备相机，因为当时的科学智慧是成像只是一种特技；不是很好的科学。现在很难想象这一点，但当时的咨询委员会认为在火星上听到声音也只是一种特技。
大约在同一时间，美国宇航局局长丹·戈尔丁(Dan Goldin)发起一项倡议，该倡议促进了RKA和美国宇航局在未来火星任务上进行科学合作的想法，同时两国在国际空间站上建立了新的合作伙伴关系。因此，一台研究火星大气层中尘埃的RKA激光雷达仪器被选中在火星极地着陆器上飞行。弗里德曼和卢曼后面询问激光雷达首席研究员维亚切斯拉夫·林金(Viacheslav Linkin)是否有兴趣在仪器上添加微型火星麦克风，最终答应了。
制造第一个火星麦克风
在公众对聆听火星声音兴趣不断涌现的支持下，行星协会筹集了10万美元来建造火星麦克风。Delory当时是Luhmann在伯克利的同事之一，他加入了这个项目，并领导了将麦克风单元集成到LIDAR上的技术努力，而不需要对仪器的功率、体积和重量分配进行任何调整。最初制造的火星麦克风是一个智能小盒子，边长各约5厘米，重50克。这款麦克风是为极端环境打造的，并对它进行了足够的测试，以了解它有多坚固。
研究团队对该麦克风设备进行了所有可以想象到的测试，使用真空、热室和振动台来确保它能够在火星恶劣的环境中发射、巡航、着陆和操作，并在他们连接的每一种模式下工作。通过与激光雷达的集成和测试，麦克风工作得无懈可击，当他们将其连接到着陆器上时，它工作得非常完美。要满足美国宇航局（NASA）对麦克风的数据限制将被证明是一个挑战，该团队在改进处理和管理录音的电子设备方面也格外努力。
研究团队当然不想发回没有声音或无趣声音的数据，所以使用了一个语音识别芯片，它可以接收麦克风中的声音，并将数据减少到真正易于管理的程度。这个解决方案涉及几个技巧：麦克风可以录制一个小时，然后只传回最响亮的声音。它还可以在特定的时间段内随机采集音频样本，以避免每秒都要传回数据。火星极地着陆器于1999年1月3日发射升空，飞船一路到达火星，并于12月3日开始降落到火星表面。
失望与寄予厚望
突然，飞船似乎消失得无影无踪，控制器失去了来自航天器的信号，尽管一再努力重建通信，但再也没有听到火星极地着陆器的消息。经过彻底的调查，工程师们得出结论，最有可能的情况是，火星极地着陆器坠毁发生在着陆器认为展开着陆腿的震动是触地时，所以它过早地关闭了引擎，它很可能高速坠入火星表面。卢曼回忆道：这是一个巨大的失望，由于火星麦克风在公众和媒体中引起了巨大的轰动，我们在实验室开放了一间会议室，举办着陆活动并庆祝。
但当得知着陆失败时，有一些人留下来做出反应，但大多数人都在逃离，这对项目来说是一个相当悲哀的结局。但对火星麦克风项目的兴趣仍在继续，在火星极地着陆器失事后，法国国家空间研究中心(CNES)立即为计划于2007年发射的Netlander任务提供了第二次飞行麦克风实验的机会。Netlander由四个遍布地球的小型相同着陆器组成，这些着陆器将研究火星的大气层、表面和内部。
然而，由于资金困难，该任务在2004年被取消，后来美国国家航空航天局(NASA)终于接受了为凤凰号着陆器安装火星麦克风的想法，凤凰号着陆器于2008年降落在火星北极附近。凤凰号的麦克风是其下降成像系统的一部分，使用的设计与极地着陆器上的原始麦克风类似。行星协会将会提供公众宣传。但就在发射前，工程师们检测到麦克风中存在潜在的电子问题，可能会影响其他系统，于是麦克风被停用。
听见火星终于要实现了
在凤凰号完成了评估当地宜居性和研究火星水历史的主要任务目标后，有可能打开麦克风。但在其他地方有更高的优先事项，仍然担心可能的电气问题，所以在2008年11月凤凰号完全停止工作火星北半球的寒冷条件之前，它从未打开过。行星协会试图寻求在美国宇航局（NASA）如“机遇号”、“好奇号”和“洞察号”火星任务着陆器上安装麦克风，但未获成功。
这意味着实现听到火星声音的梦想取决于即将发射的“毅力号”火星上。弗里德曼表示：现在行星协会对这次任务抱有和火星极地着陆器一样的希望，在这方面对我来说没有什么变化因为每当我们看到第一张照片，或者任何任务的第一个数据，都是令人兴奋的，等待来自火星的第一声声音也同样令人兴奋。火星2020“毅力号”上的麦克风在设计上与行星协会1999年发射的最初火星麦克风相似。
这是一条漫长的道路，也许你也迫不及待地想最终听到来自火星的声音能够从火星车的角度看到火星已经有很长一段时间了，但能够为我们对火星的理解增添另一种听觉的感觉，这将是令人难以置信和兴奋的。
博科园｜研究/来自：美国行星协会/Nancy Atkinson
博科园｜科学、科技、科研、科普
关注【博科园】看更多大美宇宙科学
