Зонд NASA «Психея» совершит гравитационный манёвр у Марса на скорости 20 000 км/ч

Космический аппарат NASA «Психея» проносится мимо Марса для гравитационного ускорения — и может запечатлеть по пути неожиданные сюрпризы. Credit: NASA/JPL-Caltech

Космический аппарат NASA «Психея» готовится к близкому сближению с Марсом, которое поможет отправить его глубже в Солнечную систему к богатому металлами астероиду Психея. В пятницу, 15 мая, зонд пройдёт всего в 4500 километрах над поверхностью Марса, двигаясь со скоростью около 19 848 км/ч. Во время пролёта гравитация Красной планеты изменит траекторию «Психеи» и увеличит её скорость, что сократит количество топлива, необходимого для долгой миссии.

Запущенный 13 октября 2023 года, «Психея» использует солнечную электрореактивную двигательную установку, работающую на ксеноне. Вместо того чтобы полагаться исключительно на свои двигатели, планировщики миссии используют гравитационное притяжение Марса, чтобы помочь направить аппарат к его конечной цели — необычному металлическому астероиду Психея. Пролёт также предоставляет важную возможность протестировать и откалибровать научные инструменты зонда до того, как он достигнет астероида в 2029 году.

«Психея» делает снимки Марса

Во время сближения команда миссии планирует использовать мультиспектральную камеру «Психеи» для получения тысяч снимков Марса. Эти данные помогут учёным усовершенствовать методы съёмки и отработать операции, которые впоследствии будут использоваться на орбите астероида Психея.

Аппарат уже начал передавать изображения перед пролётом. Начиная с 7 мая на сайте миссии стали появляться первые необработанные («сырые») снимки, на которых видно звёздное поле с Марсом в виде крошечной точки света. Позже инженеры обработают изображения пролёта, отрегулировав яркость и контраст, и ожидают создать покадровую последовательность этого события в ближайшие недели.

Чтобы убедиться, что аппарат точно выведен на траекторию для манёвра, команда управления 23 февраля провела коррекцию траектории. Во время этой корректировки «Психея» включила свои двигатели на 12 часов, чтобы уточнить курс и немного увеличить скорость перед достижением Марса.

«Сейчас мы находимся точно на цели для пролёта, и мы запрограммировали бортовой компьютер на всё, что аппарат будет делать в течение мая, — сказала Сара Бэрстоу, руководитель планирования миссии «Психея» в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии, которая управляет миссией. — Это наша первая возможность в полёте откалибровать камеру «Психеи» на объекте крупнее нескольких пикселей, и мы также проведём наблюдения с помощью других научных инструментов миссии».

Как будет выглядеть Марс во время пролёта

Вид Марса с «Психеи» будет сильно отличаться от привычных ярких изображений, часто получаемых с орбитальных аппаратов и телескопов. Поскольку зонд приближается к ночной стороне планеты, Марс сначала будет выглядеть как тонкий серп, освещённый лишь узкой полоской солнечного света.

«Мы приближаемся к Марсу под очень большим фазовым углом, что означает, что мы догоняем планету с её ночной стороны, и лишь крошечная полоска солнечного света создаёт тонкий серп, — сказал Джим Белл, руководитель инструмента «Психея» imager в Университете штата Аризона в Темпе. — Тонкий серп на подходе и вид почти «полного Марса» после пролёта создают для команды визуализации возможности как для отличных калибровочных наблюдений, так и для просто красивых фотографий».

Учёных также интересует возможность существования у Марса слабого пылевого кольца, иногда называемого тором. Исследователи полагают, что микрометеориты, ударяющиеся о спутники Марса, Фобос и Деймос, могут выбрасывать частицы пыли в космос. В зависимости от того, как солнечный свет выстроится во время пролёта, часть этой пыли может стать видимой на снимках «Психеи».

Камера аппарата также проведёт наблюдения по «поиску спутников» вокруг Марса. Эти тесты предназначены для подготовки команды миссии к поиску возможных мини-лун, вращающихся вокруг астероида Психея на более поздних этапах миссии.

Другие инструменты на борту аппарата также могут собрать ценную информацию во время пролёта. Магнитометр «Психеи» может наблюдать взаимодействие магнитного поля Марса с заряженными частицами от Солнца. Между тем, гамма-спектрометр и нейтронный спектрометр будут изучать изменения космических лучей (высокоэнергетических субатомных частиц из межзвёздного пространства) по мере прохождения зонда мимо планеты.

«В конечном счёте, единственная причина этого пролёта — получить небольшую помощь от Марса, чтобы ускорить нас и наклонить нашу траекторию в направлении астероида Психея, — сказала Линди Элкинс-Тантон, главный исследователь миссии «Психея» в Калифорнийском университете в Беркли. — Но если все наши инструменты будут включены, и мы сможем провести важное тестирование и калибровку научных приборов, это будет вишенкой на торте».

NASA отслеживает «Психею» во время гравитационного манёвра у Марса

Контролёры миссии будут внимательно отслеживать радиосигналы, которыми обмениваются «Психея» и Сеть дальней космической связи NASA (DSN), чтобы подтвердить успешность пролёта. Изменения скорости аппарата будут проявляться в доплеровском сдвиге этих радиосигналов, что позволит инженерам быстро определить обновлённую скорость и траекторию «Психеи» после того, как она покинет окрестности Марса и продолжит путь к поясу астероидов.

Несколько аппаратов, уже работающих на Марсе, также окажут помощь во время этого события. Орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter, орбитальный аппарат Mars Odyssey, марсоходы Curiosity и Perseverance предоставят наблюдения и навигационную поддержку. Также примут участие аппараты Европейского космического агентства (ESA) Mars Express и ExoMars Trace Gas Orbiter.

Сравнивая данные, собранные «Психеей», с измерениями марсианских миссий, учёные смогут улучшить калибровку инструментов зонда. Координированное радионаблюдение через DSN также может помочь в навигации будущих космических аппаратов во время последующих миссий на Марс.

Источники:

Материалы предоставлены NASA.