Pierwsze takie zdjęcia Marsa. NASA pokazała niezwykłe widoki z sondy Psyche

Misja kosmiczna Psyche, która rozpoczęła się w październiku 2023 r., ma na celu zbadanie planetoidy 16 Psyche, znajdującej się w zewnętrznej części głównego pasa asteroid pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Choć ten kosmiczny obiekt nigdy nie był widziany z bliska, obserwacje z teleskopów naziemnych i kosmicznych wskazują, że posiada intrygującą, odbijającą światło metaliczną powierzchnię. Astronomowie podejrzewają, że ta duża metalowa asteroida może być odsłoniętym jądrem wczesnego budulca planetarnego, przypominającym najgłębsze warstwy planet takich jak Ziemia, Mars, Merkury czy Wenus.

Aby zaoszczędzić paliwo, wspomóc zasilany energią słoneczną system napędu elektrycznego oraz skorygować trajektorię lotu, planiści misji uwzględnili w harmonogramie podróży przelot obok Marsa. Gdy 15 maja sonda przemieszczała się wokół Czerwonej Planety, grawitacja Marsa zadziałała jak naturalna proca, zwiększając jej prędkość i kierując ją na bezpośredni kurs ku docelowej asteroidzie.

"Potwierdzamy, że Mars nadał statkowi kosmicznemu przyspieszenie o 1000 mil na godzinę (ok. 1609 km/h - przyp. red.) i przesunął jego płaszczyznę orbity o około 1 stopień względem Słońca. Jesteśmy teraz na kursie umożliwiającym dotarcie do asteroidy Psyche latem 2029 r." - przekazał Don Han, szef ds. nawigacji misji Psyche w NASA Jet Propulsion Laboratory. Dzięki temu "boostowi" satelita leci teraz z prędkością ok. 12,333 mph (ok. 19,848 km/h).

W trakcie przelotu sonda znalazła się w odległości zaledwie 2864 mil (4609 km) od powierzchni Marsa, co oznacza, że przeszła bliżej planety niż jej własne księżyce. Wykorzystując ten moment, zespół misji uruchomił wszystkie instrumenty naukowe oraz kamery, przeprowadzając próbę generalną przed dotarciem do głównego celu podróży. W efekcie zestaw aparatów fotograficznych sondy wykonał tysiące wysokiej jakości zdjęć prezentujących unikalne widoki planety.

W zasadzie to nie zwykły aparat, lecz "wielospektralny instrument obrazujący" (ang. "multispectral imager instrument"), który składa się z pary identycznych kamer wyposażonych w specjalistyczne filtry i obiektywy teleskopowe. Urządzenia te potrafią robić zdjęcia zarówno w spektrum światła widzialnego, jak i w bliskiej podczerwieni, wykraczającej poza zakres naszej naturalnej percepcji.

Sonda zbliżyła się do Marsa pod wysokim kątem, co pozwoliło na uwiecznienie planety w formie oświetlonego półksiężyca (sierpa). Widok ten wydawał się jaśniejszy i rozciągał się dalej niż sama powierzchnia planety, bowiem światło słoneczne odbijało się również od jej zapylonej atmosfery.

W trakcie przelotu aparaty zarejestrowały granice nocy i dnia w różnych regionach, uwieczniając też roznoszony przez wiatr pył na powierzchni kraterów. Poniższe zdjęcie obrazuje powierzchnię Marsa w regionie Syrtis Major Planum. Przedstawia charakterystyczne smugi uformowane przez wiatr wiejący nad kraterami. Widoczne ślady wiatru osiągają długość około 30 mil (50 km). Tyle samo średnicy mają duże kratery w dolnej, środkowej części kadru.

Sonda wykonała też m.in. szczegółowe zdjęcie południowego bieguna Marsa, gdzie rozległe pola lodu wodnego utrzymują się przez cały rok. Są one widoczne na fotografii jako jasny obszar. Jest to pierwsze ujęcie niemal w pełni oświetlonej tarczy Marsa, wykonane przez Psyche krótko po jej najbliższym podejściu do planety 15 maja 2026 r. Widok rozciąga się od południowej czapy polarnej na północ, obejmując system kanionów Valles Marineris i obszary położone poza nim.

NASA pokazała też jak dotąd najwyższej rozdzielczości widok bogatej w lód wodny południowej czapy polarnej Marsa. Jej średnica wynosi ponad 430 mil (700 km).

Kolejne z opublikowanych przez NASA zdjęć przedstawia dwupierścieniowy krater Huygens o średnicy ok. 290 mil (ok. 470 km). Leży on na południowych wyżynach Marsa, gęsto usłanych kraterami. Różnorodne barwy na tym obrazie wynikają z odmiennej kompozycji pyłu, piasku oraz skał podłoża, przy czym NASA celowo wzmocniła te kolory, aby uczynić je bardziej wyraźnymi.

NASA skalibrowała kamery i instrumenty sondy w pobliżu Marsa, by przygotować je na spotkaniem z metalową asteroidą. Było to kluczowe dla uzyskania pewności, że wszystko działa zgodnie z oczekiwaniami w środowisku kosmicznym.

"Zarejestrowaliśmy tysiące obrazów podejścia do Marsa, powierzchni planety i jej atmosfery z bliska. Ten zestaw danych zapewnia dla nas unikalne i ważne szanse skalibrowania i scharakteryzowania działania naszych kamer, a także przetestowania wczesnych wersji naszych narzędzi do przetwarzania obrazów, rozwijanych do użycia na asteroidzie Psyche" - powiedział Jim Bell, kierownik zespołu rozwijającego instrument obrazujący z Arizona State University (ASU) w Tempe.

Co dalej? Po przebyciu całej zaplanowanej trasy liczącej 2,2 mld mil (3,6 mld kilometrów) i dotarciu do celu w sierpniu 2029 r. sonda wejdzie na orbitę, która będzie stopniowo obniżana i podwyższana w celu pełnego zmapowania kosmicznej skały.

Oprócz zaawansowanych kamer misja posiada zestaw instrumentów, które posłużą do zbadania wnętrza i składu chemicznego asteroidy. Spektrometr masowy i neutronowy określi pierwiastki budujące jej powierzchnię na podstawie emisji wywołanych bombardowaniem przez promieniowanie kosmiczne, a magnetometr poszuka śladów starożytnego pola magnetycznego, które mogłyby potwierdzić, że obiekt był kiedyś jądrem planety.

Z kolei system telekomunikacyjny posłuży do badań grawitacyjnych - analiza fal radiowych pozwoli określić masę, rotację i pole grawitacyjne asteroidy. Sonda niesie również pionierski instrument DSOC (Deep Space Optical Communications). Ten eksperymentalny laser optyczny testuje ultraszybką łączność z Ziemią, co w przyszłości może zrewolucjonizować przesyłanie danych i ułatwić załogowe misje na Marsa.

Cała misja obserwacyjna na miejscu potrwa dwa lata. Ponieważ 16 Psyche jest największą znaną metalową asteroidą w naszym Układzie Słonecznym, naukowcy liczą na to, że jeśli instrumenty potwierdzą jej pochodzenie jako starożytnego jądra planetarnego, uzyskane dane dostarczą bezcennych informacji na temat powstawania wnętrza i jądra naszej własnej planety.