一顆探測(cè)器從火星上空掠過,沒有著陸,只是"借了個(gè)力"。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月15日,NASA"靈神星"(Psyche)探測(cè)器在距火星表面約2864英里(4609公里)處完成近距離飛掠。這次飛掠的核心目的只有一個(gè):利用火星引力實(shí)現(xiàn)"引力彈弓"加速,為最終抵達(dá)主小行星帶內(nèi)的目標(biāo)小行星"靈神星"(Psyche)鋪平道路。
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飛掠過程中,探測(cè)器借助火星引力拉動(dòng),在三小時(shí)內(nèi)將自身速度提升,并輕微修正了軌道平面,使其最終對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。任務(wù)團(tuán)隊(duì)利用探測(cè)器與NASA深空通信網(wǎng)(DSN)之間的無線電信號(hào),對(duì)飛掠過程進(jìn)行精確跟蹤驗(yàn)證,確認(rèn)探測(cè)器速度增加約每小時(shí)1000英里,軌道平面相對(duì)太陽(yáng)赤道旋轉(zhuǎn)約1度,符合設(shè)計(jì)預(yù)期。按照計(jì)劃,探測(cè)器將于2029年夏天抵達(dá)目標(biāo)小行星。
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這次飛掠還有意外收獲。由于"靈神星"探測(cè)器以相對(duì)太陽(yáng)邊緣的角度接近火星,在機(jī)載相機(jī)拍攝的圖像中,火星呈現(xiàn)為一彎纖細(xì)的新月,其亮弧表面被拉長(zhǎng)。研究人員認(rèn)為,這一現(xiàn)象與太陽(yáng)在火星天空中的位置有關(guān)。
探測(cè)器在從火星夜側(cè)進(jìn)入晝側(cè)的過程中,對(duì)火星表面進(jìn)行了快速成像。公布的圖像顯示,探測(cè)器捕捉到了近乎"滿月"的火星畫面,從北極冰帽一路延伸至水手峽谷系統(tǒng)及其周圍高原,并以更高分辨率記錄了包含水冰的北極冰帽,其橫跨距離超過430英里(700公里)。另一組圖像則呈現(xiàn)了位于西風(fēng)帶風(fēng)區(qū)的"波紋狀"沙丘,細(xì)長(zhǎng)條紋沿風(fēng)向延伸,長(zhǎng)度約可達(dá)30英里(50公里),寬度約30英里。
此外,探測(cè)器多光譜成像儀還獲取了火星赤道附近大型撞擊坑"惠更斯"(Huygens)的增強(qiáng)彩色圖像,該撞擊坑直徑約290英里(470公里),坑內(nèi)布滿可能的沙丘,記錄了遠(yuǎn)古時(shí)期的地質(zhì)歷史。任務(wù)團(tuán)隊(duì)表示,此次火星飛掠獲取的圖像和數(shù)據(jù)將為后續(xù)在"靈神星"小行星軌道上的科學(xué)觀測(cè)軟件提供重要校準(zhǔn)基準(zhǔn)。
磁力計(jì)在飛掠階段已開始收集數(shù)據(jù),初步跡象顯示其已探測(cè)到火星弓形激波——即太陽(yáng)風(fēng)與火星磁場(chǎng)相互作用形成的邊界。伽馬射線與中子光譜儀團(tuán)隊(duì)則利用數(shù)據(jù)窗口快速下載數(shù)據(jù),并計(jì)劃與過去數(shù)年火星任務(wù)的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,以驗(yàn)證儀器性能。
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這次飛掠不僅是"靈神星"探測(cè)器自身的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),也成為多項(xiàng)火星在軌任務(wù)的聯(lián)合觀測(cè)契機(jī)。NASA"火星勘測(cè)軌道飛行器"(MRO)、2001年發(fā)射的"火星奧德賽"軌道器、"好奇號(hào)"火星車以及歐洲航天局(ESA)的"火星快車"和"ExoMars"微量氣體軌道器等多艘探測(cè)器,均對(duì)"靈神星"任務(wù)載荷開展了大量地表觀測(cè),以支持其數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。
隨著火星引力助推段順利結(jié)束,"靈神星"探測(cè)器將逐漸脫離其高效的太陽(yáng)能電力推進(jìn)系統(tǒng),繼續(xù)駛向主小行星帶內(nèi)的目標(biāo)。任務(wù)計(jì)劃顯示,探測(cè)器預(yù)計(jì)于2029年8月抵達(dá)小行星"靈神星"附近軌道,隨后將在多個(gè)不同高度的科學(xué)軌道上對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的精細(xì)測(cè)繪與物質(zhì)性質(zhì)探測(cè)。
科學(xué)界普遍認(rèn)為,"靈神星"小行星可能是一顆遠(yuǎn)古行星被剝離外層后遺留的金屬內(nèi)核,是研究太陽(yáng)系行星"積木"的代表性樣本之一。若這一推測(cè)得到證實(shí),"靈神星"將為人類提供罕見機(jī)遇,近距離研究類似地球等巖石行星內(nèi)部通常深埋數(shù)十億年的金屬物質(zhì)構(gòu)成,從而深化對(duì)行星形成與演化過程的認(rèn)知。
"靈神星"任務(wù)由美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)(ASU)牽頭,NASA位于加州帕薩迪納的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)負(fù)責(zé)任務(wù)整體管理、工程、運(yùn)行與測(cè)試工作。探測(cè)器平臺(tái)由位于休斯頓的Intuitive Machines公司提供,用于承載該任務(wù)所需的高效太陽(yáng)能電力推進(jìn)系統(tǒng)。ASU還與位于丹佛的馬林空間科學(xué)系統(tǒng)公司合作,負(fù)責(zé)探測(cè)器成像系統(tǒng)的運(yùn)行管理與相機(jī)設(shè)計(jì)、制造及測(cè)試。
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