Япония запускает миссию MMX для сбора образцов с Фобоса и их доставки на Землю

Аппарат JAXA выпустит на поверхность 25-килограммовый ровер, выполнит короткую посадку с 2 системами забора грунта и должен доставить в Австралию более 10 г образцов в 2031 году

Японская миссия Martian Moons eXploration (MMX) станет первой, которая привезёт на Землю образцы, собранные в марсианской системе. Аппарат будет исследовать Фобос — небольшой спутник Марса — выпустит на него ровер, а затем ненадолго приземлится для забора образцов и отправит герметичную капсулу с более чем 10 г материала на Землю. По текущим планам капсула приземлится в Южной Австралии в 2031 году.

Запуск MMX запланирован на 2026 год с использованием ракеты H3, прибытие к Марсу — на 2027 год, а отлёт из марсианской системы — на 2030 год. Окно запуска в октябре 2026 года рассматривается как потенциальная дата старта, однако все сроки пока остаются предварительными.

Фобос имеет неправильную форму и размеры примерно 27 × 22 × 18 км. Его поверхностная гравитация составляет около 0,0057 м/с2 — это почти в 1 700 раз меньше, чем на Земле. Это делает посадку непростой: аппарат и ровер сохраняют обычную массу и инерцию. Даже небольшое смещение может увести аппарат далеко по поверхности, колёса могут прокручиваться без сцепления, а время, необходимое для возвращения на грунт после прыжка, будет значительным. Скорость убегания с Фобоса составляет около 11 м/с.

После выхода на орбиту Марса MMX проведёт около 3 лет в окрестностях его спутников, сосредоточив основное внимание на Фобосе. Аппарат будет перемещаться по квазиспутниковым орбитам: физически оставаясь на орбите Марса, он сможет поддерживать близкое положение относительно быстро движущегося Фобоса. Спутник обходит Марс всего за 7 ч 39 мин, поэтому аппарату необходимо будет маневрировать в сложном совместном гравитационном поле Марса и Фобоса.

Исследование станет частью посадочной операции, а не предварительным осмотром. 11 приборов MMX будут измерять форму, гравитационное поле, рельеф и температуру поверхности, а также химический состав. Инфракрасный спектрометр MIRS будет искать минералы, изменённые водой, водосодержащие вещества и органические соединения. Камеры, лазерный альтиметр и гамма-нейтронный прибор MEGANE помогут выбрать участок, где ровер и основной аппарат смогут безопасно функционировать.

Первым на поверхность должен выйти 25-килограммовый ровер IDEFIX, разработанный французским Национальным центром космических исследований (CNES) и Немецким центром аэрокосмических исследований (DLR). Его сбросят с высоты нескольких десятков метров, а не опустят на тросе. После касания он может подпрыгнуть и перевернуться, поэтому конструкция включает механизм, который должен поставить ровер на колёса, независимо от того, какой стороной он упадёт. IDEFIX будет двигаться со скоростью всего несколько миллиметров в секунду и рассчитан на 100 дней работы. Камеры зафиксируют поверхность и следы колёс, прибор miniRAD измерит её тепловые и радиационные свойства, а спектрометр RAX изучит минералы вблизи.

Основная фаза миссии при посадке MMX продлится недолго. Аппарат должен прибыть к поверхности на местном рассвете и покинуть её примерно через 2,5 ч, до наступления темноты: около 90 минут будет отведено непосредственно на сбор образцов. Для этого предусмотрены 2 системы. C-Sampler на конце 1,5-метровой руки введёт буровую трубку более чем на 2 см в грунт. Пневматический P-Sampler, разработанный совместно с NASA и Honeybee Robotics, выстрелит коротким импульсом сжатого газа, который поднимет рыхлые частицы и направит их в контейнер. Разные методы нужны потому, что свойства реголита Фобоса заранее недостаточно известны, а в условиях низкой гравитации обычное силовое бурение может быть сложным.

Образцы помогут проверить происхождение Фобоса. Тёмная поверхность спутника и некоторые особенности его спектра напоминают примитивные углеродсодержащие астероиды, что допускает сценарий захвата астероида Марсом. Однако почти круговая орбита Фобоса рядом с экватором Марса лучше согласуется с другой гипотезой: спутник мог образоваться из обломков, выброшенных после мощного удара по планете. Изотопный и химический анализ в земных лабораториях позволит сравнить эти варианты. Кроме материала самого Фобоса, в образцах могут оказаться марсианские зёрна, выброшенные ударами на поверхность спутника, а на стороне, обращённой к Марсу, — следы ионов кислорода, углерода, азота и аргона из верхней атмосферы планеты.

Эти образцы не гарантируют обнаружение жизни: органические молекулы могут образовываться без участия биологических процессов. Их ценность заключается в ином — один герметичный контейнер может предоставить обширные данные о формировании спутника, истории ударов по Марсу и постепенной утечке марсианской атмосферы. После доставки на Землю капсулу отвезут в кураторский центр JAXA для контролируемого вскрытия и распределения материала между лабораториями.