Япония готовится доставитьь на Землю образцы Фобоса: миссия MMX соберёт материал на спутнике Марса

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) должна впервые доставить на Землю образцы, собранные в марсианской системе. Аппарат исследует Фобос — небольшой спутник Марса — выпустит на него ровер, затем сам ненадолго сядет для забора грунта и отправит герметичную капсулу с более чем 10 г материала на Землю. По текущему плану капсула приземлится в Южной Австралии в 2031 году.

Запуск MMX намечен на 2026 год ракетой H3, прибытие к Марсу — на 2027 год, отлёт из марсианской системы — на 2030 год. Окно в октябре 2026 года предполагается как возможная дату старта, однако пока что все сроки остаются плановыми.

Фобос имеет неправильную форму и размеры около 27 × 22 × 18 км. Его поверхностная гравитация составляет около 0,0057 м/с2 — это почти в 1 700 раз меньше земной. Это не делает посадку простой: аппарат и ровер сохраняют обычную массу и инерцию. Даже небольшой занос может отправить аппарат далеко по поверхности, колёса способны прокручиваться без сцепления, а после прыжка возвращение на грунт займёт значительное время. Скорость убегания с Фобоса составляет около 11 м/с.

После выхода на орбиту Марса MMX проведёт около 3 лет в окрестностях его спутников, сосредоточив основную работу на Фобосе. Аппарат будет двигаться по квазиспутниковым орбитам: физически оставаясь на орбите Марса, он сможет поддерживать близкое положение относительно быстро движущегося Фобоса. Спутник обращается вокруг Марса всего за 7 ч 39 мин, поэтому аппарат придётся вести в сложном совместном гравитационном поле Марса и Фобоса.

Разведка станет частью посадочной операции, а не предварительным осмотром. 11 приборов MMX измерят 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 работать.

Первым на грунт должен попасть 25-килограммовый ровер IDEFIX, созданный 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 предусматривает механизм, который должен поставить ровер на колёса независимо от того, какой стороной тот 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 исследует 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 отведут 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, выбросит короткий импульс сжатого газа, который поднимет рыхлые частицы и направит их в контейнер. Разные способы нужны потому, что свойства реголита Фобоса заранее известны недостаточно, а при слабой гравитации обычное силовое бурение может быть затруднено.

Образцы помогут проверить происхождение Фобоса. Тёмная поверхность спутника и некоторые особенности его спектра напоминают примитивные богатые углеродом 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 крупного удара по планете. Изотопный и химический анализ земными лабораториями позволит сравнить эти варианты. Кроме материала самого Фобоса, в образцах могут оказаться марсианские зёрна, выброшенные ударами на поверхность спутника, а на обращённой к Марсу стороне — следы ионов кислорода, углерода, азота и аргона из верхней атмосферы планеты.

Эти образцы не обещают обнаружения жизни: органические молекулы могут формироваться без биологических процессов. Их ценность в другом — один герметичный контейнер может дать колоссальные сведения о формировании спутника, истории ударов по Марсу и постепенной утечке марсианской атмосферы. После доставки на Землю капсулу доставят в кураторский центр JAXA для контролируемого вскрытия и распределения материала между лабораториями.