在拍摄了地球夜空中最明亮的行星之一的图像后,双小行星重定向测试(DART)相机最近将目光投向了另一个引人注目的景象:木星及其四颗最大的卫星。

在一次SMART Nav测试中拍摄的以木星为中心的DRACO图像的裁剪合成。拍摄该图像时,DART距离地球约1,600万英里(2,600万公里),木星距离航天器约4.35亿英里(7亿公里)。
影像来源:NASA/Johns Hopkins APL

9月26日,当NASA的DART航天器驶向备受期待的双星小行星Didymos时,航天器的成像仪——Didymos侦察和光学导航小行星相机(简称DRACO)已经拍摄了数千张行星照片。这些照片为领导NASA任务的约翰·霍普金斯应用物理实验室(APL)团队提供了必要的数据,以支持正在进行的航天器测试和预演,为航天器对Didymos的卫星Dimorphos的动力撞击做准备。

作为DART上的唯一工具,DRACO将拍摄Didymos和Dimorpos的图像;它还将支持航天器的自主导航系统——小天体机动自主实时导航(SMART Nav)——以引导DART撞击。

7月1日和8月2日,任务操作团队将DRACO成像仪指向木星,以测试SMART Nav系统。研究团队使用DRACO来探测和定位从木星后面出现的木星卫星木卫二,类似于Dimorphos在撞击前几小时内与较大的小行星Didymos视觉分离的方式。虽然测试显然没有涉及DART与木星或其卫星的碰撞,但它确实为APL领导的SMART Nav团队有机会评估SMART Nav系统在飞行中的表现。在这次木星测试之前,SMART Nav测试是通过地面模拟完成的。

SMART Nav从测试中获得了宝贵的经验,包括SMART Nav团队如何查看航天器的数据。AAPL的SMART Nav软件工程师彼得·埃里克森说:“每次我们做这些测试中的一项,我们都会调整显示器,使其更好一点,并对我们在实际终端活动中的实际需求做出更好的响应。”

DART航天器设计为在终端进近期间完全自主运行,但SMART Nav团队将监控如何在场景中跟踪物体,包括其强度、像素数以及它们被识别的一致性。只有在与预期存在重大且威胁任务的偏差时,才会采取使用预先计划的应急措施的纠正措施。利用木星及其卫星,研究小组有机会更好地了解目标在探测器上移动时,物体的强度和像素数可能会如何变化。

下面的图像是DART距离地球约1,600万英里(2,600万公里),木星距离航天器约4.35亿英里(7亿公里)时拍摄,是在一次SMART Nav测试中拍摄的以木星为中心的DRACO图像的裁剪合成图。为了优化木星及其卫星,分别进行了两次亮度和对比度强化,以形成此视图。从左到右依次是木卫三、木星、木卫二、木卫一和木卫四。

“木星测试让我们有机会让DRACO对我们太阳系中的某些东西进行成像。”APL的DRACO仪器科学家卡罗琳·恩斯特表示。“这些图片看起来棒极了,我们很高兴DRACO将在撞击前的几小时和几分钟内揭示关于Didymos和Dimorphos的信息!”

DRACO是一款高分辨率相机,灵感来自NASA新视野号宇宙飞船上的成像仪,该成像仪返回了冥王星系统和柯伊伯带天体Arrokoth的第一张特写图像。

DART是世界上第一个行星防御测试任务,有意对Dimorphos进行动能撞击,以略微改变其在太空中的运动。虽然没有已知的小行星对地球构成威胁,但DART任务将证明,航天器可以自主导航到对相对较小的目标小行星的动能撞击,如果发现真正危险的小行星,这是一种可行的技术,可以使对地球构成威胁的小行星偏离轨道。DART将于2022年9月26日达到目标。

有关DART任务的更多信息,请访问:

https://www.nasa.gov/dartmission

参考来源:

https://www.nasa.gov/feature/dart-tests-autonomous-navigation-system-using-jupiter-and-europa

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