NASA灵神星探测器成功飞越火星，传回珍贵数据与延时视频

任务背景与飞越概况

NASA的Psyche（灵神星）探测器于2023年发射，目标是在2029年抵达位于主小行星带的金属-rich小行星灵神星。灵神星是已知最大的金属小行星，科学家认为它可能是一颗行星的金属核心，研究它有助于揭示行星形成和分化的奥秘。为了节省燃料并调整轨道，探测器在2026年5月15日近距离飞越火星，利用火星引力进行加速和轨道偏转。这次飞越不仅是一次关键的轨道机动，也为任务团队提供了宝贵的机会，在真实深空环境中全面测试探测器的科学仪器，为未来的小行星探测做好准备。

飞越过程中，探测器以约2864英里（4609公里）的高度掠过火星表面，所有系统运行正常，导航团队精确实现了预定轨迹。任务项目经理Bob Mase表示，这次引力助推是多年规划的成果，导航团队完美执行，使探测器准确踏上通往灵神星的路径。

科学仪器测试与数据收获

Psyche探测器搭载了三台主要科学仪器：伽马射线与中子光谱仪、磁力计和多光谱成像仪。在火星飞越期间，这些仪器被全面激活，以火星作为“替身”目标进行校准和性能验证，取得了令人满意的结果，不仅运行精确，还提供了一些关于火星的新视角。

中子光谱仪探测火星中子

伽马射线与中子光谱仪用于分析天体表面元素组成。当高能宇宙射线轰击行星表面时，元素会吸收能量并释放特定能量的中子和伽马射线。通过测量这些辐射，科学家可以推断表面物质成分。在飞越中，由于高度较高（2864英里），仪器无法探测到火星的伽马射线，但成功探测到了从火星表面和大气逃逸的中子。仪器科学负责人David Lawrence表示，在接近火星时，中子计数率出现了预期中的增强，验证了仪器性能，尽管没有探测到伽马射线，但仪器在动态条件下表现出色。

磁力计测量火星磁场

磁力计自发射以来一直在测量太阳风磁场，包括偶尔遭遇的日冕物质抛射事件。这次飞越是它首次测量到一个天体的磁场特征。当探测器穿越火星弓形激波区域——即太阳风与火星磁场碰撞处——时，磁力计记录到磁场强度的急剧上升。任务副首席研究员Ben Weiss指出，这次校准验证了仪器在动态条件下的工作能力，同时也揭示了行星磁场的物理过程，为未来测量灵神星的磁场积累了经验。

多光谱成像仪拍摄火星表面

多光谱成像仪由一对相同相机组成，可在不同波长下拍摄图像，用于研究小行星表面矿物组成。从5月初开始，成像仪就持续传回火星图像，并实时发布在任务原始图像 feed 上。由于接近角度特殊，火星最初呈现为明亮的细新月形，阳光穿过大气散射，景象壮观。在最近距离时，成像团队捕捉到火星表面的详细视图，包括风蚀陨石坑、南极冰盖和大型双环陨石坑——惠更斯陨石坑。这些图像被制作成延时视频，展示了整个飞越过程，从接近到远离。

成像仪负责人Jim Bell表示，仪器表现出色，不仅拍摄了罕见的火星景象，还充分测试了校准和杂散光灵敏度。值得一提的是，成像仪从很远距离就识别出了火星的卫星火卫一（Phobos）和火卫二（Deimos），这是为未来在灵神星周围搜索可能存在的卫星进行的演练。

飞越成果与未来展望

这次火星飞越不仅为Psyche探测器提供了必要的轨道调整，还通过实际深空环境验证了所有科学仪器的性能，获得了与已知火星数据相符的测量结果，甚至补充了一些新视角。任务团队正在将成像数据与其他火星任务进行对比校准，包括NASA的火星勘测轨道器（MRO）、火星奥德赛号（2001 Mars Odyssey）、好奇号（Curiosity）和毅力号（Perseverance）火星车，以及欧空局（ESA）的火星快车（Mars Express）和微量气体轨道器（ExoMars TGO），还有阿联酋火星任务（Hope Orbiter）。这种交叉验证将确保仪器在灵神星任务中提供高质量数据。

目前，Psyche探测器正径直飞向目标小行星灵神星，预计2029年夏季进入轨道。任务团队计划在今年秋季恢复太阳能电推进系统的持续推力，确保按时抵达。这次成功的飞越标志着任务迈出了重要一步，为人类探索金属小行星的奥秘铺平了道路，也展示了深空探测中引力助推与科学观测相结合的成功范例。

原标题：NASA's Psyche mission delivers Mars flyby data, time-lapse video。 来源：phys.org。

阅读原文