Космический аппарат Psyche пролетит рядом с Марсом для изменения траектории полёта

Космический аппарат NASA Psyche 15 мая совершит редкий гравитационный манёвр у Марса, который поможет ему ускориться и изменить траекторию на пути к металлическому астероиду Психея — одному из самых необычных объектов Солнечной системы. Во время пролёта аппарат приблизится к поверхности Красной планеты примерно на 4,5 тысячи километров и будет двигаться со скоростью около 19,8 тысячи километров в час. Специалисты миссии рассчитывают использовать гравитацию Марса, чтобы сэкономить запас топлива и скорректировать направление полёта без дополнительной нагрузки на двигательную систему.

Миссия Psyche была запущена 13 октября 2023 года. Аппарат использует солнечно-электрическую двигательную установку, работающую на ксеноне, благодаря чему постепенно набирает скорость на протяжении многолетнего путешествия. По словам инженеров NASA, гравитационные манёвры позволяют не только экономить топливо, но и предоставляют редкую возможность проверить и откалибровать научные приборы в реальных условиях космического полёта.

Во время сближения с Марсом команда управления планирует задействовать мультиспектральную камеру аппарата для получения тысяч изображений планеты. Эти данные помогут исследователям отработать методы наблюдений, которые понадобятся в конце 2029 года, когда Psyche достигнет астероида и выйдет на его орбиту. Первые необработанные снимки уже начали поступать на Землю с 7 мая. На них видны звёздное поле и крошечный диск Марса. В ближайшие недели специалисты обработают изображения, выровняют яркость и контраст и создадут таймлапс пролёта.

Для подготовки к манёвру команда миссии ещё 23 февраля провела коррекцию траектории. Двигатели аппарата проработали около 12 часов, чтобы увеличить скорость и уточнить курс на Марс. Руководитель планирования миссии в Лаборатории реактивного движения NASA Сара Бэрстоу заявила, что аппарат сейчас находится точно на расчётной траектории, а его бортовой компьютер уже получил полный набор команд на весь период пролёта.

Учёные отмечают, что по мере приближения Марс будет выглядеть необычно. Из-за высокого фазового угла аппарат подлетает к планете со стороны ночного полушария, поэтому сначала Марс будет виден лишь как тонкий серп, напоминающий молодой месяц Луны. Руководитель работы с камерой Psyche Джим Белл из Университета штата Аризона пояснил, что такая геометрия наблюдений создаёт особенно интересные условия как для научной калибровки, так и для получения эффектных изображений. После пролёта аппарат сможет увидеть уже почти полностью освещённый диск планеты.

Исследователи также надеются получить данные о возможном слабом пылевом кольце вокруг Марса. Предполагается, что микрометеориты, сталкиваясь со спутниками Фобосом и Деймосом, выбрасывают частицы пыли в окружающее пространство. При определённом расположении Солнца эти частицы могут рассеивать свет и становиться заметными на снимках.

Кроме камеры, в работе будут задействованы и другие научные приборы аппарата. Магнитометр попытается зарегистрировать влияние магнитного поля Марса на поток заряженных частиц солнечного ветра, а гамма- и нейтронный спектрометр проследит за изменением потока космических лучей во время пролёта. Также команда проведёт так называемые «поиски спутников» — тренировочные наблюдения окружающего пространства, которые помогут подготовиться к возможному поиску небольших спутников у астероида Психея.

Главный исследователь миссии Линди Элкинс-Тантон из Калифорнийского университета в Беркли подчеркнула, что основная задача манёвра — всё же использование гравитации Марса для ускорения и изменения плоскости орбиты аппарата. Однако возможность одновременно протестировать научные инструменты она назвала «приятным бонусом».

Успешность гравитационного манёвра специалисты будут отслеживать с помощью сети дальней космической связи NASA Deep Space Network. Изменения скорости аппарата зафиксируют по доплеровскому смещению радиосигналов, передаваемых между Землёй и Psyche. После выхода из зоны притяжения Марса команда быстро определит новую скорость и обновлённую траекторию аппарата на пути к главному поясу астероидов.

Помогать в наблюдениях во время пролёта будут и другие действующие марсианские миссии. Дополнительные изображения и навигационные данные предоставят орбитальные аппараты Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Odyssey, марсоходы Curiosity и Perseverance, а также европейские станции Mars Express и ExoMars Trace Gas Orbiter. Сравнение их данных с измерениями Psyche позволит более точно откалибровать приборы космического аппарата и улучшить методы навигации будущих миссий к Марсу.