Mars stellte die Psyche-Mission auf dem Weg zu einem metallreichen Asteroiden auf die Probe

Der Vorbeiflug am Mars erfüllte für die Raumsonde Psyche zwei Zwecke zugleich: Sie änderte mithilfe der Planetengravitation ihre Flugbahn und erprobte ihre Instrumente vor dem Erreichen ihres Ziels. Laut einem Bericht des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA vom 17. Juli 2026 passierte Psyche den Mars am 15. Mai. Das Manöver gab der Sonde zusätzlichen Schwung und veränderte ihren Kurs leicht. Außerdem nutzte das Team die Begegnung zur Vorbereitung auf die wissenschaftliche Missionsphase: die Messungen, die Psyche 2029 am Asteroiden gleichen Namens vornehmen soll.

Die Mission steuert einen metallreichen Körper im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter an. Seine Untersuchung soll Wissenschaftlern helfen, die Annahme zu prüfen, dass der Asteroid der metallische Kern eines Planetesimals sein könnte – eines der Körper, aus denen sich ein Gesteinsplanet aufbauen konnte. Der Mars bot der Sonde ein nahe gelegenes planetarisches Ziel, an dem sie ihre Instrumente vor dieser Untersuchung erproben konnte. Das JPL berichtete, die Instrumente hätten wie vorgesehen funktioniert und Daten geliefert, die mit dem bereits vorhandenen Wissen der NASA über den Mars übereinstimmten. Zugleich ermöglichten sie einige Beobachtungen aus einer anderen Perspektive.

Ein Navigationsmanöver und ein wissenschaftlicher Test

Die Schwerkraft eines Planeten kann Geschwindigkeit und Richtung einer Raumsonde verändern, die in seiner Nähe vorbeifliegt. In diesem Fall beschleunigte der Gravitationsschub des Mars Psyche und lenkte sie zum Hauptasteroidengürtel. Das von der Navigation über mehrere Jahre vorbereitete Manöver war nötig, um die Sonde auf Kurs zu ihrem Ziel zu bringen. Das JPL teilte mit, Psyche habe den Mars auf der erforderlichen Flugbahn passiert, um ihre Reise zum Rendezvous mit dem Asteroiden im Sommer 2029 fortzusetzen.

Der Vorbeiflug war mehr als ein Navigationsmanöver. Das Team nutzte den Mars als Ersatz-Testziel für den Asteroiden, um die Instrumente zu kalibrieren und die für die Ankunft geplanten wissenschaftlichen Beobachtungen zu erproben. Beim größten Abstand kam die Sonde bis auf 2.864 Meilen (4.609 Kilometer) an den Mars heran. Diese Entfernung war für die Interpretation der Messungen wichtig, insbesondere für das Spektrometer: Von dort aus konnte das Instrument keine vom Planeten stammenden Gammastrahlen messen.

Neutronen nachgewiesen, Gammastrahlen außer Reichweite

Das Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer von Psyche soll dabei helfen, die Elemente im Oberflächenmaterial des Asteroiden zu bestimmen. Das JPL erklärt, dass hochenergetische kosmische Strahlen, die einen planetarischen Körper treffen, Energie auf die Elemente an seiner Oberfläche übertragen. Diese geben daraufhin Neutronen und Gammastrahlen mit unterschiedlichen Energien ab. Durch die Messung dieser Emissionen können Wissenschaftler sie mit den bekannten Eigenschaften der Elemente vergleichen und die Zusammensetzung des Körpers untersuchen.

Während des Vorbeiflugs registrierte das Spektrometer nahe der größten Annäherung eine erhöhte Neutronenzählrate. Das Team hatte mit einem solchen Signal gerechnet; das Ergebnis lag nahe an der Erwartung. Gammastrahlen vom Mars wies das Instrument dagegen nicht nach. Laut JPL war die Vorbeiflughöhe – 2.864 Meilen (4.609 Kilometer) – zu groß, um sie zu messen. Dieses Ergebnis bestimmt daher nicht die Zusammensetzung des Planeten. Es zeigt jedoch, dass das Team das Instrument unter realen Flugbedingungen testen konnte und dass es wie erwartet reagierte.

Auch Magnetometer und Kameras wurden erprobt

Das Magnetometer von Psyche soll das Magnetfeld des Asteroiden messen. Diese Messungen werden dazu beitragen, die Hypothese zu prüfen, Psyche sei der metallische Kern eines Planetesimals. Während des Vorbeiflugs am Mars registrierte das Instrument in der Bugstoßregion einen starken Anstieg des Magnetfelds. Dort trifft der Sonnenwind auf die magnetische Umgebung des Planeten. Laut JPL war dies das erste Mal, dass das Magnetometer die Magnetfeldsignatur eines Himmelskörpers maß. Die Beobachtung ermöglichte außerdem eine Kalibrierung der Instrumentenleistung unter dynamischen Bedingungen; für sich allein genommen ist sie keine vollständige Charakterisierung des Marsmagnetfelds.

Der multispektrale Bildgeber, der aus zwei identischen Kameras besteht, die die Asteroidenoberfläche bei unterschiedlichen Wellenlängen fotografieren sollen, beobachtete ebenfalls den Mars. Während des Anflugs erschien der Planet als schmale, helle Sichel. Die NASA führt dieses Aussehen auf den Beobachtungswinkel und das von der Atmosphäre gestreute Sonnenlicht zurück. Auf den Aufnahmen während des nahen Vorbeiflugs sind vom Wind geformte Krater, die südliche Polkappe aus Eis und der große, von zwei Ringen umgebene Huygens-Krater zu erkennen.

Die Beobachtungen gaben dem Team Gelegenheit, die Kamerakalibrierung und ihre Empfindlichkeit für Streulicht zu überprüfen. Außerdem konnte es die Marsmonde Phobos und Deimos aus großer Entfernung ausmachen. Laut JPL diente diese Suche als Übung für die Suche nach möglichen kleinen Trabanten des Asteroiden Psyche. Zur Charakterisierung und Kalibrierung der Bilder vergleicht das Team sie mit Beobachtungen anderer Missionen: den Orbitern Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, Mars Express und ExoMars Trace Gas Orbiter; den Rovern Curiosity und Perseverance; sowie dem Orbiter Hope der Marsmission der Vereinigten Arabischen Emirate.

Was der Bericht festhält – und was nicht

Laut JPL lieferten der Bildgeber, das Magnetometer und das Spektrometer bei der Begegnung gute Ergebnisse. Ihre Daten stimmen mit dem überein, was die NASA bereits über den Mars weiß, und ergänzen es um einige Beobachtungen. Das Team erwartete keine großen Entdeckungen über einen Planeten, den zahlreiche Missionen untersucht haben. Der Wert der Begegnung lag vor allem darin, dieses Wissen aus Psyches Perspektive zu ergänzen und die Instrumente vor dem Erreichen des eigentlichen Ziels zu erproben.

Die Ergebnisse müssen im Rahmen dieses Zwecks betrachtet werden. Der Neutronennachweis, der aus dieser Entfernung ausbleibende Gammastrahlennachweis und das Magnetsignal aus der Bugstoßregion sind einzelne Messungen während des Vorbeiflugs. Sie stellen keine umfassende Beschreibung des Mars dar. Auch die Bilder zeigen Merkmale des Planeten, dienten in dieser Missionsphase aber zugleich der Kalibrierung und Erprobung der Kameras. Die belastbarste Schlussfolgerung lautet, dass die Sonde den Vorbeiflug am Mars zur Kursanpassung nutzte und ihre Instrumente bei einer echten planetarischen Beobachtung testete, bevor sie den Asteroiden voraussichtlich im Sommer 2029 erreicht.