NASA 的 Psyche 太空船利用火星重力並測試金屬小行星的設備

NASA 的 Psyche 太空船於 5 月 15 日在火星周圍進行了重力輔助機動，經過距離火星表面 4,609 公里的範圍。該程式將探測器推向最終目的地，即位於火星和木星軌道之間主帶的小行星 16 Psyche。北美航太局利用此戰略方法來校準科學儀器和測試先進的通訊系統。

該任務的目標是理論上由貴金屬形成的天體，其成分引起了天文學家和研究人員的興趣。圍繞這顆紅色星球的機動保證了速度增益為每小時 1,600 公里，並將太空船的軌道平面相對於太陽調整了約 1 度。預計 2029 年抵達小行星。導航團隊確認，其軌跡完全符合預測的數學計算。

相機校準揭示了紅色星球不斷增長的形狀

在飛越過程中，探測器上安裝的多光譜成像儀記錄了火星具有明亮的新月形外觀。這種光學現象的發生是因為太空船以高相位角接近行星，該相位角代表了太陽、天體和相機鏡頭之間的相對幾何位置。當陽光到達佈滿灰塵的火星大氣層時被散射。目視結果顯示亮度高於任務科學家最初估計的亮度。

營運工程師處理了沿途拍攝的數千張照片。海量資料使得能夠對深空環境中光學感測器的性能進行嚴格評估。亞利桑那州立大學研究員、成像團隊負責人吉姆貝爾 (Jim Bell) 認為，這一步驟對於在抵達小行星之前驗證關鍵系統至關重要。影像處理工具已微調，將在主要勘探階段應用。

該太空船將在本月剩餘時間內繼續關注火星，以收集更多校準影像。逐漸的距離為感測器提供了新的照明和對比視角。美國宇航局計劃在未來幾週內發布有關圖像品質的更多技術報告。視覺裝置的準確性將決定該機構以毫米精度繪製小行星 16 Psyche 金屬表面地圖的能力。

軌道機動期間啟動的科學儀器

飛行控制小組啟動了一套特定的設備，以利用靠近火星的環境。該戰略是未來十年科學運作的彩排。

• 配置為記錄可見光和近紅外光波長的多光譜成像儀。
• 高靈敏度磁力計可辨識出與太陽風相互作用可能產生的衝擊波。
• 高解析度相機旨在繪製表面地形特徵。
• 深空光通訊系統，縮寫為 DSOC，基於雷射光束技術。
• 為研究岩石和金屬體而開發的即時數據處理演算法。

這些感測器收集的數據構成了科學團隊的重要基線。組件的整合功能證明了在極端輻射和真空條件下的熱穩定性和操作穩定性。初步分析表明，磁力計的運行噪音水平遠低於最大容許極限。小行星 16 Psyche 的磁力測繪代表了任務的核心目標之一，因為它可以揭示有關太陽系初期岩石行星核心形成的資訊。

照片詳細描述了火星表面的地理狀況

傳輸到地球的圖像揭示了這顆紅色星球上引人注目的地質構造。南極冰蓋區域特別突出，冰蓋綿延超過 700 公里寬。感測器還捕捉到風作用在隕石坑上留下的痕跡，在乾旱的表面上留下的痕跡長達 50 公里。照片的清晰度證明了鏡頭對動態目標的自動對焦能力。

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惠更斯隕石坑是一個直徑 470 公里的地質構造，已以放大的彩色合成圖記錄下來。視覺化突顯了該結構的特徵雙環和周圍區域的地形。另一項重要記錄集中在名為 Syrtis Major 的地區，那裡的風蝕在古代撞擊坑周圍形成了明顯的條紋。飛越過程中建立的視覺目錄可作為未來行星觀測任務的比較參數。

普賽克探測器相機所達到的空間解析度可與專門用於火星軌道的裝置相媲美。行星地質學家將利用測量表面反射率的反照率變化來完善目前的火星氣候模型。區分深空不同類型礦物的能力證實了太空船具有識別目標小行星上預期的鐵和鎳礦床所需的敏銳度。

雷射通訊在數據傳輸領域樹立了里程碑

深空光通訊系統的測試代表了星際網路基礎設施的重大進步。該技術以紅外線雷射光束取代了傳統的無線電波，從而顯著提高了數據傳輸速率。實驗成功從3000萬公里外傳輸了一隻名叫Taters的貓的高清影片。此次演示證明了發送大量科學資訊的可行性。

美國太空總署的深空網路在追蹤太空船的機動過程中發揮了至關重要的作用。工程師應用多普勒效應的原理來計算探頭的精確位置。此方法測量當車輛高速遠離地球時訊號波長的變化。噴氣推進實驗室導航負責人Don Han解釋說，這些追蹤數據的毫米級精度證實了重力輔助的絕對成功。

管理如此規模的任務需要地面指揮中心和機載電腦之間的完美同步。加州大學柏克萊分校該計畫的首席研究員 Lindy Elkins-Tanton 慶祝了這個關鍵階段的完成。前往小行星 16 Psyche 的旅程現在進入了穿越行星際空間的長途巡航階段。太空船將繼續監測太空環境，同時其離子推進器逐漸加速太空船駛向主小行星帶。