Японский зонд MMX сядет на Фобос и доставит на Землю 10 граммов спутника Марса

Япония собирается попробовать то, что не удавалось ни одному космическому агентству: совершить посадку на спутник Марса, собрать не менее 10 граммов его поверхности и доставить эту горстку пыли на Землю. Космический аппарат называется MMX (Martian Moons eXploration), а его цель — Фобос, бугристый спутник картофелевидной формы длиной около 27 километров, который обращается вокруг Марса ближе, чем любой другой известный спутник вокруг своей планеты. Если план сработает, в земных лабораториях окажется первый в истории физический образец, взятый из системы Марса.

Это важно, потому что никто не знает, откуда у Марса взялись два спутника. Фобос и его меньший брат Деймос могут быть астероидами, которые подошли слишком близко и были захвачены, или же обломками, выброшенными на орбиту, когда в Марс врезалось что-то огромное. Каждый из ответов рассказывает свою историю о ранней Солнечной системе, и только анализ образца в лаборатории сможет поставить точку.

Миссию возглавляет Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) — то самое, которое стояло за зондами «Хаябуса», доставившими крупицы двух астероидов. Партнёрами выступают NASA, французское космическое агентство CNES, Немецкий центр авиации и космонавтики DLR и Европейское космическое агентство. JAXA называет это крупнейшей международной планетной миссией, которую когда-либо возглавляла Япония.

«Спутник Марса Фобос остаётся неизведанным рубежом для человечества», — заявил в пресс-релизе JAXA руководитель проекта MMX Кавакацу Ясухиро (Kawakatsu Yasuhiro). «Доставив образцы с Фобоса, мы надеемся выяснить, как образовались марсианские луны, как развивалась марсианская сфера и как возникли вода и органические материалы, обнаруженные на планетах земной группы».

Как MMX планирует захватить кусочек луны

Длина аппарата составляет около 9 метров; он состоит из трёх состыкованных модулей: двигательного модуля для торможения при выходе на орбиту Марса, исследовательского модуля с посадочными опорами и оборудованием для забора проб и возвращаемого модуля, который доставит образец домой. По данным ESA, на борту установлено 11 научных приборов — семь на основном аппарате и четыре на небольшом ровере.

Фобос слишком мал, чтобы выйти на орбиту вокруг него обычным способом. Сила тяжести там менее одной тысячной земной, поэтому MMX будет летать по так называемой квазиспутниковой орбите: технически аппарат обращается вокруг Марса, но движется синхронно с Фобосом и как бы петляет вокруг луны. Оттуда телескопическая камера TENGOO сможет различать детали размером около 40 сантиметров, а широкоугольная камера OROCHI, лазерный альтиметр, французский инфракрасный спектрометр MIRS и гамма-нейтронный инструмент NASA MEGANE будут картографировать рельеф, минералы и химические элементы.

Прежде чем основной аппарат рискнёт совершить посадку, он сбросит разведчика. Ровер Idefix массой 25 кг, построенный CNES и DLR, сбросится с высоты от 40 до 100 метров над поверхностью, выровняется и будет кататься около 100 дней. На Фобосе он будет весить примерно как 15 граммов на Земле — примерно как несколько листов бумаги.

Затем следует касание. Исследовательский модуль останется на поверхности примерно на два с половиной часа и, возможно, совершит вторую посадку в другом месте. Его главный инструмент — керноотборник на роботизированной руке, который заглубляется примерно на 2 сантиметра, достаточно, чтобы добраться до материала, не изменённого солнечным светом и радиацией. Резервный вариант, предоставленный NASA, выстреливает струёй азота в поверхностные зёрна и собирает их в контейнер — по тому же принципу, что OSIRIS-REx использовал на астероиде Бенну, хотя в слабой гравитации Фобоса эта струя несёт небольшой риск опрокидывания аппарата.

Почему спутник Марса, а не сам Марс

Вопрос о происхождении Фобоса — это, по сути, вопрос о том, как планеты получают воду. Если Фобос — захваченный астероид, он должен выглядеть как тёмные, богатые углеродом астероиды, которые, возможно, доставили воду и органические молекулы на молодые каменистые планеты. Если же он образовался из обломков после гигантского удара, то должен состоять в основном из марсианской коры.

«Ключ к этой загадке — в марсианских лунах, которые очень похожи на углеродистые астероиды, то есть на те самые небесные тела, способные нести ингредиенты для атмосферы и воды», — заявил главный исследователь Курамото Киёси (Kuramoto Kiyoshi). Со стороны Фобос действительно выглядит как захваченный астероид, но его орбита — почти круговая и близкая к экватору Марса — труднообъяснима, если он был просто захвачен из пролетающих мимо тел.

Есть и бонус. Удары астероидов о Марс на протяжении миллиардов лет выбрасывали марсианский грунт в космос, и Фобос проходит так близко, что, как считается, собирает часть этих обломков. Поэтому образец с Фобоса может содержать крупицы самого Марса. После того, как программа NASA и ESA Mars Sample Return фактически закрыта из-за бюджетных ограничений, MMX может доставить первый марсианский материал, который попадёт на Землю не в виде метеорита, а целенаправленно.

Цель, которая до сих пор одолевала всех посетителей

Масштаб вызова виден из истории. Советский Союз потерял оба своих зонда «Фобос» ещё до того, как они достигли луны, а более поздняя попытка России вернуть образцы, «Фобос-Грунт», так и не покинула земную орбиту. Ни один космический аппарат никогда не касался Фобоса.

По сравнению с тем, что было раньше, 10 граммов — это большая добыча. «Хаябуса» от JAXA вернула лишь крошечные крупицы с астероида Итокава, а «Хаябуса-2» доставила около 5,4 грамма с астероида Рюгу. MMX также станет первым аппаратом, который совершит посадку на спутник другой планеты и взлетит с него, и первым, кто вернётся на Землю после путешествия к системе Марса и обратно.

Миссия несёт и несколько дополнительных нагрузок. Две камеры сверхвысокой чёткости, созданные совместно с японским телевещателем NHK, будут снимать Марс и его спутники в разрешении 8K, а на обратном пути MMX пролетит мимо Деймоса — меньшего и ещё менее изученного из пары.

Что MMX не может обещать

Миссии по возвращению образцов — это длинные цепочки событий, каждое из которых должно пройти идеально, и у MMX есть несколько слабых звеньев. Первое — ракета-носитель. Японская H3 потеряла навигационный спутник во время неудачного полёта, прежде чем вернуться к работе успешным запуском этим летом, так что вся миссия зависит от одного пуска.

Второе — посадка. Никто не измерил, насколько твёрдая или рыхлая поверхность Фобоса — именно поэтому первой пойдёт Idefix. Резервный газовый пробоотборник может опрокинуть аппарат, а миссия, которая садится только один раз, возьмёт образец лишь в одной точке луны, цвет и текстура которой различаются по всей поверхности.

Наконец, даже идеальный образец может не положить конец спорам. Крупицы Марса, смешанные с грунтом, могут сделать Фобос более марсианским, чем он есть на самом деле, а луна, собранная из ударных обломков, всё равно может содержать материал астероида. Учёные ожидают, что ответ дадут изотопы и минералы, измеряемые годами, а не один громкий результат.

Часто задаваемые вопросы о MMX и Фобосе

Когда стартует MMX?

MMX запланирован к запуску на ракете H3 с космодрома Танэгасима на юге Японии в 04:41 по японскому времени 20 октября 2026 года, что соответствует 19:41 UTC и 21:41 CEST 19 октября. Даты запуска могут сдвигаться из-за погоды или технических проверок.

Сколько времени MMX летит до Марса?

Около года. Аппарат должен выйти на орбиту Марса в августе 2027 года и начать квазиспутниковую орбиту вокруг Фобоса в следующем месяце.

Когда образец с Фобоса попадёт на Землю?

Возвращаемая капсула, как планируется, приземлится на парашюте в Австралии в 2031 году, после чего её доставят в Японию для анализа. Миссия рассчитана на доставку не менее 10 граммов материала.

Почему Фобос важен?

Фобос может быть захваченным астероидом или фрагментом Марса, выброшенным в космос древним ударом. Его состав может показать, что именно верно, и помочь объяснить, как вода и органические молекулы попали на Землю и Марс. Он также может содержать крупицы марсианского грунта.

Кто-нибудь садился на Фобос раньше?

Нет. Два советских зонда были потеряны в 1988 и 1989 годах до достижения луны, а российский «Фобос-Грунт» потерпел неудачу на земной орбите в 2011 году. MMX станет первым аппаратом, который коснётся его поверхности.

Что дальше

Если запуск состоится, MMX прибудет к Марсу в августе 2027 года и выйдет на орбиту вокруг Фобоса в сентябре 2027 года. Idefix должен быть сброшен в начале 2029 года, посадка основного аппарата запланирована на 2030 год, а капсула с образцом должна приземлиться в Австралии в 2031 году. Орбитальный аппарат ESA Mars Express, подтверждённый к работе как минимум до 2029 года, может поддерживать наблюдения сверху.

Теги: астрономия, Марс, JAXA, MMX, доставка образцов, освоение космоса