MMX, mission vers les lunes de Mars : l’apport de la NASA au retour d’échantillons de Phobos

Ce qu’apporte la NASA

MMX est conduite par l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA), avec la NASA pour partenaire. À bord, la principale contribution de la NASA est MEGANE, un spectromètre à rayons gamma et à neutrons. Les rayons cosmiques bombardent sans cesse Phobos, et sa surface y répond en émettant des rayons gamma et des neutrons dont l’énergie dépend des éléments présents : en les mesurant depuis l’orbite, on en déduit la composition de la surface.

La NASA a aussi fourni le P-Sampler, un démonstrateur technologique fixé sur l’un des pieds d’atterrissage : il projette la matière de surface dans un conteneur par des bouffées d’azote à haute pression. Le C-Sampler, conçu par la JAXA, prélève des carottes à plusieurs centimètres sous la surface. Le réseau Deep Space Network de la NASA aidera aux communications et à la navigation, et environ 15 % de l’échantillon rapporté sera confié au centre spatial Johnson de la NASA, à Houston, qui en assurera la conservation.

Astéroïdes capturés ou débris d’un impact ?

Phobos mesure environ 27 × 22 × 18 km et tourne à environ 6 000 km au-dessus de la surface martienne : il fait trois fois le tour de la planète par jour. Déimos, d’environ 15 × 12 × 11 km, accomplit une révolution en 30 heures. Tous deux sont sombres, et la façon dont ils réfléchissent la lumière rappelle celle des astéroïdes carbonés. Cette ressemblance plaide en faveur d’une capture par Mars, même si la NASA note que certains indices la contredisent.

L’hypothèse rivale est celle d’un impact géant : un gros corps aurait percuté Mars et projeté en orbite des matériaux qui se seraient agglomérés pour former les lunes. La JAXA présente les deux scénarios comme des théories concurrentes. Une troisième hypothèse, publiée en 2024 par des chercheurs de la NASA et de l’université de Durham, veut que la gravité de Mars ait disloqué un astéroïde de passage ; ses fragments, en se percutant et en se broyant les uns les autres, auraient formé un disque d’où seraient nées les lunes.

Les astéroïdes carbonés peuvent contenir de l’eau et les composés volatils qui forment les atmosphères. Capturées, les lunes de Mars seraient donc des échantillons de la matière qui a peut-être apporté l’eau aux planètes intérieures, la Terre comprise. Nées de débris d’impact, elles conserveraient au contraire un fragment de la jeune planète Mars.

Ce que dix grammes de Phobos peuvent révéler

La carte des éléments que MEGANE dressera sur l’ensemble de Phobos aidera à choisir le site d’atterrissage. En laboratoire, on pourra ensuite analyser la composition chimique et minéralogique de chaque grain. C’est la composition qui permettra de trancher entre un astéroïde capturé et une lune née d’un impact.

Comme Phobos tourne très près de Mars, la JAXA estime qu’il a recueilli plus de cent fois la quantité de matière éjectée de la surface martienne que Déimos. L’échantillon pourrait donc contenir aussi de petits morceaux de Mars, arrivés bien après la naissance de Phobos, quelle qu’en soit l’origine.

Calendrier de la mission et observation des lunes de Mars

• 19 octobre 2026, 19 h 41 UTC (prévu) : lancement lors du 10e vol du lanceur H3 ; les dates de réserve courent jusqu’au 7 novembre (date japonaise).
• Août 2027 : arrivée à Mars, puis mise sur une orbite rapprochée autour de Phobos pour le cartographier et choisir les sites d’atterrissage.
• Pas avant décembre 2028 : prélèvement de l’échantillon. Un petit rover se pose d’abord, puis la sonde elle-même.
• 2030 : après un survol de Déimos pour l’observer, la sonde quitte Mars pour un voyage retour d’environ un an.
• 2031 : une capsule contenant l’échantillon entrera dans l’atmosphère terrestre et sera récupérée en Australie.

Lors de la prochaine opposition, dans la seconde quinzaine de février 2027, Mars brillera dans le Lion à la magnitude −1,3 ; Phobos sera alors de magnitude 12,1 et Déimos de magnitude 13,2. Phobos ne s’écartera jamais de plus de 19 secondes d’arc environ du centre de la planète, et Déimos de plus de 48 secondes d’arc environ. Sans télescope, vous ne verrez que Mars : de magnitude 12 à 13, ses lunes restent hors de portée de l’œil nu comme des jumelles. Au télescope, leur faible éclat compte moins que l’éblouissement de la planète, dont l’éclat dépasse le leur de plus de 13 magnitudes : pour les voir, il faut un fort grossissement, une atmosphère stable et, idéalement, un moyen de masquer Mars. Située à environ 15° au nord de l’équateur céleste, la planète sera bien placée pour les observateurs des deux hémisphères.