أجرت المركبة الفضائية Psyche التابعة لناسا مناورة مساعدة الجاذبية حول المريخ في 15 مايو، حيث مرت على مسافة 4609 كيلومترًا من سطح الكوكب. ودفع هذا الإجراء المسبار نحو وجهته النهائية، الكويكب 16 Psyche، الواقع في الحزام الرئيسي بين مداري المريخ والمشتري. واستفادت وكالة الفضاء الأمريكية الشمالية من النهج الاستراتيجي لمعايرة الأجهزة العلمية واختبار أنظمة الاتصالات المتقدمة.
ويتكون هدف المهمة من جرم سماوي يتكون نظريا من معادن ثمينة، يثير تركيبه اهتمام علماء الفلك والباحثين. ضمنت المناورة حول الكوكب الأحمر زيادة في السرعة بمقدار 1600 كيلومتر في الساعة وضبط المستوى المداري للمركبة الفضائية بحوالي درجة واحدة بالنسبة للشمس. ومن المقرر الوصول إلى الكويكب عام 2029. وأكد فريق الملاحة أن المسار حدث تماما وفقا للحسابات الرياضية المتوقعة.
تكشف معايرة الكاميرا الشكل المتنامي للكوكب الأحمر
أثناء التحليق، سجل المصور متعدد الأطياف المرفق بالمسبار المريخ بمظهر هلال لامع. وحدثت الظاهرة البصرية لأن المركبة الفضائية اقتربت من الكوكب بزاوية طور عالية، تمثل الموقع الهندسي النسبي بين الشمس والجرم السماوي وعدسة الكاميرا. وتشتت ضوء الشمس عندما وصل إلى الغلاف الجوي المريخي المليء بالغبار. وأظهرت النتيجة المرئية سطوعًا أعلى من ذلك الذي قدره علماء البعثة في البداية.
قام مهندسو العمليات بمعالجة آلاف الصور التي تم التقاطها على طول الطريق. لقد أتاح الحجم الهائل للبيانات إجراء تقييم دقيق لأداء أجهزة الاستشعار البصرية في بيئة الفضاء السحيق. وصنف جيم بيل، الباحث في جامعة ولاية أريزونا وقائد فريق التصوير، الخطوة بأنها ضرورية للتحقق من صحة الأنظمة الحرجة قبل الوصول إلى الكويكب. خضعت أدوات معالجة الصور لتعديلات دقيقة سيتم تطبيقها في مرحلة الاستكشاف الرئيسية.
ستظل المركبة الفضائية مركزة على المريخ لبقية الشهر لجمع صور معايرة إضافية. يوفر التباعد التدريجي منظورات جديدة للإضاءة والتباين لأجهزة الاستشعار. وتخطط ناسا لإصدار تقارير فنية إضافية حول جودة الصور في الأسابيع المقبلة. ستحدد دقة المعدات البصرية قدرة الوكالة على رسم خريطة للسطح المعدني للكويكب 16 Psyche بدقة ملليمترية.
الأجهزة العلمية تفعيلها أثناء المناورة المدارية
قام فريق التحكم في الطيران بتنشيط مجموعة محددة من المعدات للاستفادة من القرب من بيئة المريخ. وكانت هذه الاستراتيجية بمثابة بروفة للعمليات العلمية على مدى العقد المقبل.
- جهاز تصوير متعدد الأطياف تم تكوينه لتسجيل الأطوال الموجية في الضوء المرئي والقريب من الأشعة تحت الحمراء.
- مقاييس مغناطيسية عالية الحساسية حددت موجة صدمية محتملة ناتجة عن التفاعل مع الرياح الشمسية.
- كاميرات عالية الدقة تهدف إلى رسم خرائط المعالم الطبوغرافية السطحية.
- نظام الاتصالات الضوئية في الفضاء العميق، المعروف بالاختصار DSOC، يعتمد على تقنية شعاع الليزر.
- تم تطوير خوارزميات معالجة البيانات في الوقت الفعلي للبحث في الأجسام الصخرية والمعدنية.
تشكل البيانات التي تم جمعها بواسطة هذه المستشعرات أساسًا أساسيًا للفريق العلمي. أظهر الأداء المتكامل للمكونات الاستقرار الحراري والتشغيلي في ظل ظروف الإشعاع والفراغ الشديدة. يشير التحليل الأولي إلى أن أجهزة قياس المغناطيسية تعمل عند مستويات ضوضاء أقل بكثير من الحد الأقصى المسموح به. ويمثل رسم الخرائط المغناطيسية للكويكب 16 Psyche أحد الأهداف المركزية للمهمة، حيث يمكنه الكشف عن معلومات حول تكوين نوى الكواكب الصخرية في بداية النظام الشمسي.
صور توضح جغرافية سطح المريخ بالتفصيل
وكشفت الصور المرسلة إلى الأرض عن تكوينات جيولوجية مذهلة على الكوكب الأحمر. وبرزت منطقة الغطاء القطبي الجنوبي بشكل بارز، حيث أظهرت طبقة جليدية تمتد بعرض أكثر من 700 كيلومتر. كما التقطت أجهزة الاستشعار أيضًا المسارات التي خلفتها حركة الرياح على الحفر، مع وجود علامات يصل طولها إلى 50 كيلومترًا على السطح القاحل. تشهد دقة الصور على قدرة التركيز البؤري التلقائي للعدسة على الأهداف الديناميكية.
تم توثيق حفرة هويجنز، وهي تكوين جيولوجي يبلغ قطره 470 كيلومترًا، في تركيبة ألوان مكبرة. سلط التصور الضوء على الحلقات المزدوجة المميزة للهيكل وتضاريس المنطقة المحيطة. هناك سجل مهم آخر يركز على المنطقة المعروفة باسم سيرتيس ميجور، حيث أدى التآكل بفعل الرياح إلى تشكيل تصدعات مرئية حول الحفر الأثرية القديمة. يعمل الكتالوج المرئي الذي تم إنشاؤه أثناء التحليق كمعلمة مقارنة لمهام مراقبة الكواكب المستقبلية.
إن الدقة المكانية التي حققتها كاميرات مسبار Psyche تنافس المعدات المخصصة حصريًا لمدار المريخ. وسيستخدم علماء جيولوجيا الكواكب اختلافات البياض، التي تقيس انعكاس السطح، لتحسين النماذج المناخية الحالية للمريخ. وتؤكد القدرة على تمييز أنواع مختلفة من المعادن من الفضاء السحيق، أن المركبة الفضائية تتمتع بالدقة اللازمة للتعرف على رواسب الحديد والنيكل المتوقعة على الكويكب المستهدف.
الاتصال بالليزر يضع علامة فارقة في نقل البيانات
يمثل اختبار نظام الاتصالات الضوئية في الفضاء السحيق تقدمًا كبيرًا في البنية التحتية للشبكة بين الكواكب. تحل هذه التقنية محل موجات الراديو التقليدية بأشعة الليزر تحت الحمراء، مما يتيح معدلات نقل بيانات أعلى بكثير. ونجحت التجربة في بث فيديو عالي الدقة لقط اسمه تاترز من مسافة 30 مليون كيلومتر. أثبتت المظاهرة جدوى إرسال كميات هائلة من المعلومات العلمية.
لعبت شبكة الفضاء العميق التابعة لناسا دورًا حيويًا في تتبع المركبة الفضائية أثناء المناورة. طبق المهندسون مبدأ تأثير دوبلر لحساب الموقع الدقيق للمسبار. تقيس الطريقة التغيرات في الأطوال الموجية للإشارة أثناء تحرك المركبة بعيدًا عن الأرض بسرعة عالية. وأوضح دون هان، رئيس الملاحة في مختبر الدفع النفاث، أن الدقة المليمترية لبيانات التتبع هذه أكدت النجاح المطلق لمساعدة الجاذبية.
تتطلب إدارة مهمة بهذا الحجم تزامنًا مثاليًا بين مراكز القيادة الأرضية وأجهزة الكمبيوتر الموجودة على متن الطائرة. احتفلت ليندي إلكينز تانتون، الباحثة الرئيسية للمشروع في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، بإتمام هذه المرحلة الحرجة. تدخل الرحلة نحو الكويكب 16 Psyche الآن مرحلة رحلة بحرية طويلة عبر الفضاء بين الكواكب. ستستمر المركبة الفضائية في مراقبة البيئة الفضائية بينما تعمل دافعاتها الأيونية على تسريع المركبة تدريجيًا نحو حزام الكويكبات الرئيسي.