Музыка композитора и музыканта Роберто Моралеса-Мансанареса была вдохновлена морем, ветром и волнами, математическими уравнениями, а теперь - благодаря его сотрудничеству с учеными-космонавтами Калифорнийского университета в Беркли - ветерок электронов от солнца.
Моралес, аспирант Центра новой музыки и аудиотехнологий Калифорнийского университета в Беркли (CNMAT), сделал себе имя в области компьютерной музыки, создавая музыку с использованием правил или алгоритмов, редко связанных с музыкой.
«Мы окружены компьютерами и технологиями, нас постоянно атакуют средства массовой информации, поэтому вы должны использовать их для создания искусства», - сказал он. «Я рассматриваю технологию как традиционный инструмент для композиции, как Бах в свое время использовал орган».
Он был очевидным выбором для работы с физиками из Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли над частью программного обеспечения для преобразования данных с пары спутников НАСА, входящих в Обсерваторию солнечно-земных отношений, или СТЕРЕО, в звук, концепция, которая получил название «сонификация».
STEREO, запуск которого запланирован на конец этого года, обеспечит стереоскопическое изображение Солнца и солнечных взрывов, называемых корональными выбросами массы, которые вызывают космические бури, воздействующие на Землю. Однако набор инструментов IMPACT (In-situ Measurements of Particles and CME Transients) на борту STEREO фокусируется не на красивых картинках, а на солнечном ветре электронов и ионов и магнитном поле Солнца.
Физик Джанет Луманн, главный исследователь IMPACT, поняла, что данные, собранные этими инструментами, могут быть использованы для создания звукового аналога СТЕРЕОизображений, а не только для привлечения внимания к данным IMPACT, которые обычно не такие привлекательные, как красочные изображения солнца, но, возможно, имеющие и научную ценность.
«Вы можете смотреть на волнистые линии, и вы можете смотреть на спектрограммы, которые представляют собой своего рода радужные графики, и ваши глаза могут дать вам определенную обратную связь, но иногда вы слышите узоры, которые не сразу видите», - она сказал. «Я считаю, что сонификация может улучшить способность распознавать определенные виды характерного поведения».
С одним из спутников STEREO, получившим обозначение A, который ведет Землю по ее орбите вокруг Солнца, а другим, B, следует за ним, камеры и инструменты сообщат ученым, насколько велики солнечные вспышки и как они варьируются от места на место и во времени. Такие данные можно легко преобразовать в звук, даже в музыку.
Если у вас есть запись из STEREO A, воспроизводимая в одном ухе, и из STEREO B, воспроизводимая в другом ухе, вы могли бы услышать частицы, поступающие сначала в правое ухо, а затем в левое ухо, или услышать изменение в интенсивность как крещендо», - сказал Луман. «Если бы вы сделали определенный масштаб или перевод ноты, связанный с энергией частицы, вы могли бы увидеть, была ли она более энергичной в одном ухе, чем в другом. У него действительно есть большой потенциал не только в том, чтобы быть чем-то вроде чудака, но и в том, чтобы передавать ощущение физического происходящего, которое невидимо».
Коллега Лумана, физик Лаборатории космических наук Лаура Петиколас, наняла Моралеса для создания компьютерной программы, похожей на видеоигру, которая преобразует данные с приборов на борту IMPACT в звук. Вместе они создали три программы: одну для детей, которая объясняет, как числа могут быть преобразованы в музыку, одну под названием «STEREO Spectro», которая позволяет широкой публике играть со «звуками космоса», и одну под названием «Incandescence 1.1» для музыкантов, которые хотите поэкспериментировать со звуками или объединить их в композицию.
«Большинство людей воспринимают эти данные как солнечный ветер, причем звук усиливается и ослабевает по мере увеличения или уменьшения интенсивности данных, что является очень дословным переводом того, что происходит», - сказал Моралес. «Но мы хотели спросить: «Как мы можем взглянуть на данные по-новому? Как мы можем сопоставить данные, чтобы повысить удобство прослушивания и сделать музыку более привлекательной?» Таким образом, мы можем исследовать новый тип эстетики."
В одной интерпретации используются резонаторы, инструмент, разработанный Адрианом Фридом в CNMAT. Моралес использует эти резонаторы для создания новых инструментов на основе моделей резонанса, присущих фортепиано, «например, для создания новых фортепиано с другой перспективой звука и цвета».
Моралес протестировал свое программное обеспечение с данными о солнечном ветре со спутника, уже находящегося на орбите Земли, NASA Advanced Composition Explorer (ACE), и ему так понравились результаты, что он включил их в композицию «Поворотный момент», которая была исполнена в 2004 г., Филармонический оркестр Университета Гуанахуато. Для этой пьесы Моралес использовал два канала данных для определения высоты тона, два других для установки ритма и два других для фиксации динамики, будь то форте или фортепиано..
"Вы можете сделать его настолько музыкальным, насколько захотите", - сказал он. «Вы можете разработать свои стратегии сопоставления, чтобы сделать сгенерированный звук тональным, например, D mayor, или сделать интервалы, представляющие любую ритмическую модель, которую вы хотели бы исследовать. Вы также можете настроить оркестровку результирующего звука, чтобы получить эффект струнного квартета, фортепианного трио, духового квинтета и т. д."
Петиколас отметил, что в большинстве случаев обработка ультразвуком сродни использованию неслышимых радиоволн и смещению их частоты в звуковой диапазон.
Однако, «прямой перевод данных в звук может быть не лучшим способом для нас их прослушивания», - сказала она. «Преимущество привлечения Роберто к проекту заключается в том, что он не зацикливается на данных. Он помог нам придумать разные способы сделать сонификацию музыкальной и полезной».
Программное обеспечение уже доступно для загрузки с веб-сайта лаборатории «Звуки космоса», https://cse.ssl.berkeley.edu/impact/sounds.html, но доказательство пудинга будет после Запуск STEREO этим летом, когда данные будут размещены в Интернете, чтобы каждый мог их загрузить и превратить в музыку. В то время как Моралес вернется в Гуанахуато с новоиспеченным доктором философии. D. из Калифорнийского университета в Беркли, он надеется, что программное обеспечение для ультразвуковой обработки приблизит людей к тому, что происходит в космосе.
"Я рассматриваю эту идею создания музыки из разных источников - животных, моря, света, космоса, звуков окружающей среды - как способ стать ближе к природе", - сказал он. «Музыкальные технологии расширяют ваш язык как артиста и дают вам более полное представление о том, что вы испытываете».