MMX-luotain Marsin kuille: NASAn osuus Japanin Phobos-näytteen noudossa

NASAn osuus

MMX on Japanin avaruusjärjestön JAXAn johtama lento, ja NASA on siinä kumppanina. NASAn tärkein laite luotaimessa on gamma- ja neutronispektrometri MEGANE. Kosmiset säteet iskeytyvät Phobokseen jatkuvasti, ja ne saavat pinnan lähettämään gammasäteitä ja neutroneja, joiden energiat riippuvat siitä, mitä alkuaineita pinnassa on. Kun niitä mitataan kiertoradalta, saadaan selville, mistä pinta koostuu.

NASA toimitti myös P-Sampler-näytteenottimen. Se on yhteen laskeutumisjalkaan kiinnitetty teknologiakoe, joka puhaltaa pinta-ainesta säiliöön korkeapaineisen typen suihkauksilla. JAXAn oma C-Sampler ottaa kairanäytteitä useiden senttimetrien syvyydeltä pinnan alta. Deep Space Network -verkosto avustaa viestinnässä ja navigoinnissa, ja noin 15 % palautettavasta näytteestä päätyy NASAn Johnson Space Centerin näytekokoelmaan Houstoniin.

Kaapattuja asteroideja vai törmäyksen jäänteitä?

Phobos on kooltaan noin 27 × 22 × 18 km, ja se kiertää noin 6 000 km:n korkeudella Marsin pinnasta, kolme kierrosta vuorokaudessa. Noin 15 × 12 × 11 km:n kokoinen Deimos kiertää Marsin 30 tunnissa. Molemmat ovat tummia ja heijastavat valoa samaan tapaan kuin hiilipitoiset asteroidit. Tämä samankaltaisuus tukee ajatusta, että Mars kaappasi kuunsa, vaikka NASA huomauttaa, että osa todisteista puhuu sitä vastaan.

Toinen selitys on jättimäinen törmäys: suuri kappale iskeytyi Marsiin ja sinkosi ainesta kiertoradalle, jossa se kasautui kuiksi. JAXA esittää ne kahtena kilpailevana teoriana. Vuonna 2024 NASAn ja Durhamin yliopiston tutkijat esittivät kolmannen selityksen: sen mukaan Marsin painovoima repi ohi kulkeneen asteroidin kappaleiksi, ja palaset törmäilivät toisiinsa ja jauhautuivat yhä pienemmiksi, kunnes niistä muodostui kiekko, josta kuut syntyivät.

Hiilipitoisissa asteroideissa voi olla vettä ja ilmakehien muodostamiseen kelpaavia haihtuvia aineita. Kaapatut kuut olisivat siis näytteitä sellaisesta aineksesta, joka on ehkä tuonut vettä sisäplaneetoille, myös Maahan. Jos kuut taas syntyivät törmäyksessä sinkoutuneesta aineksesta, niihin on säilynyt pala varhaista Marsia.

Mitä kymmenen grammaa Phobosta voi paljastaa

MEGANEn laatima Phoboksen alkuainekartta auttaa valitsemaan laskeutumispaikan. Laboratoriossa voidaan tutkia yksittäisten rakeiden kemiaa ja mineraalikoostumusta. Juuri koostumus ratkaisee, onko kyse kaapatusta asteroidista vai törmäyksessä syntyneestä kuusta.

Koska Phobos kiertää niin lähellä Marsia, JAXA arvioi, että siihen on kertynyt yli sata kertaa enemmän Marsin pinnalta sinkoutunutta ainesta kuin Deimokseen. Näytteessä voi siksi olla myös pieniä palasia Marsista. Ne ovat päätyneet kuuhun kauan sen synnyn jälkeen, syntyipä kuu millä tavalla tahansa.

Lennon aikataulu ja kuiden havaitseminen

• 19. lokakuuta 2026 klo 19.41 UTC (suunniteltu): laukaisu H3-raketin 10. lennolla; varapäiviä on 7. marraskuuta asti Japanin ajan mukaan.
• Elokuu 2027: luotain saapuu Marsiin ja asettuu sitten radalle aivan Phoboksen lähelle kartoittamaan kuuta ja valitsemaan laskeutumispaikat.
• Aikaisintaan joulukuussa 2028: näytteenotto. Ensin laskeutuu pieni mönkijä, sitten itse luotain.
• 2030: luotain tarkkailee Deimosta ohilennolla ja lähtee sitten Marsista noin vuoden mittaiselle paluumatkalle.
• 2031: näytekapseli saapuu Maan ilmakehään, ja se noudetaan Australiasta.

Seuraavassa oppositiossa helmikuun jälkipuoliskolla 2027 Mars loistaa Leijonan tähdistössä magnitudiltaan −1,3; Phoboksen magnitudi on silloin 12,1 ja Deimoksen 13,2. Phobos ei tällöin ole koskaan kauempana kuin noin 19 kaarisekuntia planeetan keskipisteestä eikä Deimos kauempana kuin noin 48 kaarisekuntia. Ilman kaukoputkea näet vain Marsin: magnitudien 12–13 kuut ovat aivan liian himmeitä paljaalle silmälle ja kiikarille. Himmeyttä enemmän haittaa planeetan häikäisy, sillä Mars on yli 13 magnitudia kirkkaampi kuin kuunsa. Kuiden näkeminen vaatii suuren suurennoksen, hyvän seeingin eli vakaan ilman ja mieluiten jonkin keinon Marsin häikäisyn estämiseksi. Noin 15° taivaanekvaattorin pohjoispuolella oleva Mars on hyvin havaittavissa kummaltakin pallonpuoliskolta.