Mars Express sporer Phobos faser

ESA's Mars Express har fanget detaljerede billeder af de små, arret og uregelmæssigt formet måne Phobos fra forskellige vinkler under en unik forbiflyvning.

Mars har to måner:Phobos og den mindre og fjernere Deimos, opkaldt efter de græske mytologiske personifikationer af frygt (Phobos - deraf "fobi") og terror (Deimos).

Mars Express har udforsket denne duo, siden den begyndte at observere den røde planet i 2004:den har set Phobos med Saturns smukke ringe i baggrunden, skummede forbi månen i en afstand af kun 45 km, brugte sit højopløselige stereokamera til at tage utroligt detaljerede 360-graders billeder af Phobos og dens spændende markerede overflade, og henvendte sig til Deimos for at producere en række billeder og fastlægge månens placering og bevægelser.

En ny billedsekvens fra Mars Express fanger nu Phobos' bevægelser og overflade i detaljer. Filmen omfatter 41 billeder taget den 17. november 2019, da Phobos passerede Mars Express i en afstand af 2400 km. Mars Express er i øjeblikket det eneste rumfartøj, der er i stand til tætte møder med Phobos.

Denne mulighed gjorde det muligt for rumfartøjet at se utallige funktioner på tværs af månens overflade. En række nedslagskratere kan ses, skabt, da den 26 km lange Phobos blev ramt af små kroppe og stenaffald under sine rejser gennem rummet. Det største af disse er Stickney-krateret, som kan ses mod midten af ​​rammen og måler 10 km på tværs.

Også synlige er en række lineære mærker og furer, der ligner lange, dybe riller eller ridser. Oprindelsen af ​​disse træk er usikker:de kan være blevet skåret ud af affald, der rullede hen over månens overflade, eller skabt, da månen blev trukket i forskellige retninger af tidevandskræfter drevet af dens moderplanet.

Billedsekvensen viser Phobos i en række vinkler - månen kan ses rotere, og lysner langsomt op, før det begynder at blive mørkt igen. Månens lette op-og-ned-bevægelse er forårsaget af den lille svingning af Mars Express, da rumfartøjet har roteret fra sin normale position (peger mod Mars) til denne nye (peger mod Phobos) for at erhverve disse billeder.

Disse data illustrerer fint konceptet med fasevinkel:vinklen mellem en lyskilde (i dette tilfælde, solen) og observatøren (Mars Express), set fra selve målobjektet (Phobos). Den indledende fasevinkel er 17 grader, falder til næsten 0 grader midtvejs (når Phobos er på sit lyseste), og stiger derefter til 15 grader ved slutningen af ​​animationen.

For at få et mentalt billede af denne bane, man kan forestille sig Mars Express, der observerer Phobos fra den ene side, bevæger sig langsomt henover for at tegne niveau med det, og bevæger sig så væk til den anden side, tegner en bue på himlen mellem Phobos og solen.

Billeder optaget på tværs af en række fasevinkler, som vist her, er utroligt nyttige for videnskabsmænd. Forskellige skygger kastes efterhånden som solens position ændres i forhold til målobjektet:dette belyser og fremhæver overfladeegenskaberne og muliggør beregninger af trækhøjden, dybde og lettelse, og afslører meget om ruheden, porøsitet og reflektionsevne af selve overfladematerialet.

En fasevinkel på nul grader opstår, når solen er direkte bag observatøren. I denne justering, alt det lys, der belyser Phobos, rammer overfladen lodret og reflekteres således stort set tilbage i rummet, får målobjektet til at lysne mærkbart op, som det ses i animationen, og skygger forsvinder. Den laveste fasevinkel i denne animation er ikke præcis nul, men 0,92 grader.

Dette arrangement - af solen, Mars Express og Phobos, hvor sidstnævnte observeres ved en fasevinkel på næsten nul - er meget sjælden, og det sker højst tre gange om året. Andre chancer for at opnå en fasevinkel på under én vil først opstå i april og september 2020 (i sidstnævnte tilfælde, Mars Express kan opnå en fasevinkel på præcis nul).

Som sådan, Mars Express benytter enhver lejlighed til at se denne lille og spændende måne fra denne vinkel, at kaste lys over dens egenskaber, opførsel, mulig oprindelse, kredsløbskarakteristika og placering i rummet - og for at undersøge dets potentiale som missionsdestination.

Phobos kan være en ukendt verden, men det fænomen, der vises i filmen, er velkendt for alle, der har set en fuldmåne. For at skabe en fuldmåne, solen, Jorden og Månen justeres i en nogenlunde lige linje (selvom på grund af kredsløbshældninger, en nøjagtig line-up er sjælden, og resulterer i en måneformørkelse). Her er fasevinklen - vinklen mellem lyskilden (solen) og observatøren på Jordens overflade, set fra månen - er nul, ligesom i filmen om Phobos. I dag, 12 december, markerer den sidste fuldmåne i 2019. Så se op, og tænk på Mars' lille måne Phobos.