NASA“Psyche”探測器借力火星引力彈弓加速飛向神秘金屬小行星

美國宇航局（NASA）“靈神星”（Psyche）深空探測器近日成功完成一次驚險的火星近距離飛掠，借助火星強大的引力實現“引力彈弓”機動，為后續飛往這顆金屬富集小行星大幅增速并修正航向。

報道稱，當地時間5月15日，“Psyche”探測器自火星上空僅約2864英里（4609公里）處掠過，通過這一重力助推動作，在幾乎不消耗自身推進劑的情況下，提高了飛行速度，并輕微改變了繞日軌道平面，朝最終目標——位于火星與木星之間主小行星帶內的金屬小行星“Psyche”飛去。 此后，任務團隊利用探測器與NASA深空通信網（DSN）之間的無線電信號，對飛掠效果進行精確測量和驗證，確認探測器加速約每小時1000英里，軌道平面相對太陽偏轉約1度，目前正按計劃奔赴目標小行星，預計將于2029年夏天抵達。

在飛掠火星前后，探測器搭載的全部科學載荷——包括多光譜成像儀、磁強計以及伽馬射線和中子譜儀——均被開啟進行標定測試，這一過程也為科學家提供了從獨特幾何視角觀測火星的難得機會。 由于“Psyche”探測器以相對太陽較陡的角度接近火星，在機載相機拍攝的畫面中，火星呈現為一彎纖細的新月，且新月亮弧比預期更長，研究人員認為，這一現象與太陽光在火星多塵大氣中的散射有關。

探測器在掠過火星夜側進入白晝側的短時間內，對火星表面進行了快速連續成像。 公開的圖像顯示，它拍攝到了幾乎“滿火星”的畫面，從南極冰帽一路延伸至水手谷峽谷系統及更北區域；又以更高分辨率記錄了富含水冰的南極冰帽，其橫跨范圍超過430英里（700公里）。 另一組圖像則呈現了位于西風帶風區的“風蝕條紋”地貌，細長條紋沿撞擊坑延展，長度約可達30英里（50公里），坑洞直徑平均約30英里。

此外，探測器多光譜成像儀還獲取了火星南部高地及大型雙環撞擊坑“惠更斯”（Huygens）的增強色彩圖像，惠更斯坑直徑約290英里（470公里），周圍布滿密集撞擊坑，記錄了這片古老地形的復雜撞擊歷史。 任務團隊表示，此次火星靠近飛掠共獲取了數以千計的圖像數據，將為后續在“Psyche”小行星軌道上的成像策略和圖像處理軟件提供重要標定基礎。

磁強計在飛掠階段也開始獲取初步校準數據，初步跡象顯示，它或已探測到火星弓形激波——即太陽風與火星磁環境相互作用形成的邊界區。 伽馬射線和中子譜儀團隊則利用短暫窗口快速采集數據，并計劃與過去幾十年各火星任務的觀測結果進行對比，以檢驗與優化儀器性能。

本次飛掠不僅是“Psyche”探測器自身的關鍵節點，也成為多項火星在軌任務的協同觀測契機。 NASA“火星勘測軌道飛行器”（MRO）、2001年發射的“火星奧德賽”軌道器、“好奇號”火星車以及歐洲航天局（ESA）的“火星快車”號和“ExoMars”微量氣體軌道器等多臺探測器同步開展了大氣與地表觀測，以支持“Psyche”任務載荷標定。

隨著火星引力助推段順利結束，“Psyche”探測器將重新啟動其高功率太陽電推進系統，繼續駛向主小行星帶中的目標。 任務計劃顯示，探測器預計在2029年8月抵達小行星“Psyche”附近軌道，隨后將在不同高度的多條科學軌道上對其進行長時間精細測繪和物理性質探測。

科學界普遍認為，“Psyche”小行星可能是一顆遠古原行星殘余的部分暴露金屬內核，是早期太陽系行星“積木”的代表性樣本之一。 若這一猜想得到證實，“Psyche”將為人類提供罕見機會，近距離研究類似地球等巖質行星內部通常深埋地幔之下的金屬物質成分和結構，從而深化對行星形成與分化過程的認識。

“Psyche”任務由美國亞利桑那州立大學（ASU）牽頭，NASA位于加州帕薩迪納的噴氣推進實驗室（JPL）負責整體任務管理、工程、集成與測試工作。 探測器平臺由位于加州帕洛阿爾托的Intuitive Machines公司提供，用于搭載該任務所需的高功率太陽電推進系統。 ASU則與位于圣迭戈的馬林空間科學系統公司合作，負責探測器成像系統的運行管理和相機的設計、制造與測試。

作為NASA“發現計劃”（Discovery Program）遴選的第14個行星科學任務，“Psyche”項目的發射服務由位于佛羅里達州肯尼迪航天中心的NASA發射服務計劃辦公室負責統籌。 任務首席研究員林迪·埃爾金斯-坦頓表示，團隊為這次火星飛掠準備多年，如今一切順利完成，“可以感謝這顆紅色星球為我們的探測器提供了關鍵一躍，助它深入太陽系更遙遠的區域”，“下一站，小行星Psyche”。