美國太空總署的普賽克太空船正在準備與火星近距離接觸,這將有助於將其送入太陽系更深處,前往富含金屬的小行星普賽克。 5 月 15 日星期五,太空船將飛過火星表面 2,800 英里(4,500 公里)的高度,並以約 12,333 英里/小時(19,848 公里/小時)的速度行駛。在飛行過程中,火星的引力將改變普賽克的路徑並提高其速度,從而減少未來長期任務所需的推進劑用量。

Psyche 於 2023 年 10 月 13 日發射,採用由氙氣驅動的太陽能推進系統。任務規劃者並沒有完全依賴推進器,而是利用火星的引力來幫助引導太空船駛向其最終目的地,即不尋常的金屬小行星普賽克。此次飛越還提供了在 2029 年抵達小行星之前測試和校準航天器科學儀器的重要機會。

Psyche 太空船拍攝到的火星影像

在這次相遇期間,任務團隊計劃使用 Psyche 的多光譜成像儀收集數千個火星觀測結果。這些數據將幫助科學家改進成像技術並練習他們稍後在繞著小行星普賽克運行時使用的操作。

太空船在飛行前已經開始發送影像。從 5 月 7 日開始,任務網站開始顯示第一批未經處理或「原始」影像,顯示星場中可見火星的小光點。然後,工程師將透過調整亮度和對比度來處理飛行影像,他們希望在未來幾週內創建該事件的延時序列。

操作團隊於 2 月 23 日進行了軌道修正機動,以確保太空船完全對準機動。在這次調整期間,普賽克啟動了推進器12個小時,以微調其路線並在抵達火星之前略微提高其速度。

美國太空總署南加州噴射推進實驗室負責管理此次任務,莎拉·貝爾斯托 (Sarah Bairstow) 表示:「我們現在已經達到了目標,我們已經將飛行計算機編程到了航天器在整個 5 月份將要執行的所有操作中。” “這是我們在飛行中第一次有機會用大於幾個像素的東西校準 Psyche 的校準儀,我們還將使用任務的其他科學成像儀。

飛越火星時會是什麼樣子?

普賽克對火星的看法將與通常從軌道飛行器和望遠鏡看到的熟悉的明亮圖像非常不同。當太空船從夜間接近火星時,火星首先會呈現出一彎細細的新月形,僅被狹窄的陽光帶照亮。

「我們正在以非常高的相位角接近火星,這意味著我們正在從夜間捕捉到這顆行星,只有一小片陽光形成一個細長的新月形,」位於坦佩的亞利桑那州立大學的 Psyche 成像儀器負責人吉姆·貝爾 (Jim Bell) 說。 “接近時的細細新月和我們經過後幾乎‘完整的火星’外觀為成像團隊創造了良好的校準觀測和簡單美麗照片的機會。”

科學家也對火星周圍可能有一個微弱的塵埃環(有時稱為環面)的可能性感興趣。研究人員認為,撞擊火星衛星火衛一和火衛二的微隕石可能會將塵埃顆粒發射到太空中。根據飛行過程中陽光的排列方式,一些灰塵可能會在普賽克的觀測中變得可見。

太空船的成像儀也將在火星周圍進行「衛星搜尋」觀測。這些測試的目的是讓任務團隊做好準備,以便在任務後期尋找可能繞著小行星普賽克運行的衛星。

航天器上的其他設備也可以在飛行過程中收集有價值的資訊。普賽克的磁力計可以觀察火星磁場與太陽帶電粒子的相互作用。同時,伽馬射線和中子能譜測量將研究太空船經過地球時宇宙射線(來自星際空間的高能亞原子粒子)的變化。

加州大學柏克萊分校的 Psyche 首席研究員 Lindy Elkins-Tanton 表示:「歸根結底,這次飛越的唯一原因是從火星獲得一點幫助,加速我們的速度,並圍繞小行星 Psyche 運行。」「但如果我們所有的儀器都通電,並且我們可以對科學儀器進行重要的測試和校準,那將是錦上添花。」

美國太空總署在火星重力輔助期間追蹤普賽克

任務控制人員將密切監視 Psyche 和 NASA 深空網路 (DSN) 之間傳輸的無線電訊號,以驗證飛行是否成功。太空船速度的變化將顯示在這些無線電訊號的多普勒頻移中,使工程師能夠在普賽克離開火星並繼續前往小行星帶後快速確定其更新的速度和軌道。

目前在火星上運行的許多太空船也將在活動期間提供協助。美國太空總署的火星勘測軌道器、火星奧德賽軌道器、好奇號火星車和毅力號火星車將提供觀測和導航支援。 ESA(歐洲太空總署)的火星快車和 ExoMars 微量氣體軌道飛行器也將參與其中。

透過將 Psyche 收集的數據與火星任務的測量數據進行比較,科學家將能夠改進太空船儀器的校準。透過 DSN 協調無線電追蹤還可以幫助未來的火星任務期間的太空船導航工作。

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