MMX-missie naar de manen van Mars: wat NASA bijdraagt nu Japan een stukje Phobos naar de aarde wil halen

Wat NASA bijdraagt

MMX is een missie van het Japanse ruimteagentschap JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), met NASA als partner. De belangrijkste bijdrage van NASA aan boord is MEGANE, een gamma- en neutronenspectrometer. Kosmische straling treft Phobos voortdurend, en het oppervlak zendt daarop gammastraling en neutronen uit met energieën die afhangen van de elementen die er aanwezig zijn. Wie die straling vanuit een baan om Phobos meet, kan dus aflezen waaruit het oppervlak bestaat.

Daarnaast leverde NASA de P-Sampler, een experimenteel apparaat op een van de landingspoten dat met stoten stikstofgas onder hoge druk oppervlaktemateriaal in een opvangbak blaast. De C-Sampler van JAXA zelf neemt kernmonsters tot enkele centimeters onder het oppervlak. Het Deep Space Network helpt bij de communicatie en de navigatie, en ongeveer 15% van het teruggebrachte monster komt terecht in de collectie van het Johnson Space Center van NASA in Houston.

Ingevangen planetoïden of puin van een inslag?

Phobos meet ongeveer 27 × 22 × 18 km en cirkelt op zo’n 6000 km boven het Marsoppervlak drie keer per dag om de planeet. Deimos, ongeveer 15 × 12 × 11 km groot, draait in 30 uur één keer om Mars. Beide manen zijn donker, en de manier waarop ze licht weerkaatsen lijkt op die van koolstofhoudende planetoïden. Die gelijkenis pleit voor het idee dat Mars ze heeft ingevangen, al merkt NASA op dat sommige aanwijzingen het tegenspreken.

De andere verklaring is een reusachtige inslag: een groot hemellichaam trof Mars en slingerde materiaal in een baan om de planeet, waar het samenklonterde tot de manen. JAXA beschouwt beide als concurrerende theorieën. Een derde voorstel, in 2024 gepubliceerd door onderzoekers van NASA en de Universiteit van Durham, is dat de zwaartekracht van Mars een passerende planetoïde uit elkaar trok. De brokstukken botsten en vermaalden elkaar tot een puinschijf, waaruit de manen ontstonden.

Koolstofhoudende planetoïden kunnen water bevatten en de grondstoffen voor een atmosfeer. Zijn de manen ingevangen, dan bestaan ze uit het soort materiaal dat mogelijk water heeft aangevoerd naar de binnenplaneten, waaronder de aarde. Zijn ze uit inslagpuin ontstaan, dan bewaren ze juist een stukje Mars uit de begintijd van de planeet.

Wat tien gram Phobos kan verraden

De kaart die MEGANE van de elementen op Phobos maakt, helpt bij de keuze van de landingsplaats. In een laboratorium kunnen onderzoekers de chemische samenstelling en de mineralen van afzonderlijke korrels bepalen. Vooral aan de samenstelling is een ingevangen planetoïde te onderscheiden van een maan die bij een inslag is ontstaan.

Phobos draait zo dicht om Mars dat de maan volgens een schatting van JAXA meer dan honderd keer zoveel materiaal heeft opgevangen als Deimos, namelijk materiaal dat van het Marsoppervlak is weggeslagen. Het monster kan daarom ook kleine stukjes Mars bevatten, die er pas lang na het ontstaan van de maan op terechtkwamen – hoe dat ontstaan ook verliep.

Tijdlijn van de missie, en de manen zelf zien

• 19 oktober 2026, 19:41 UTC (gepland): lancering met de tiende vlucht van de H3-raket; de uitwijkdata lopen tot en met 7 november, Japanse datum.
• Augustus 2027: aankomst bij Mars, daarna een lage baan rond Phobos om de maan in kaart te brengen en landingsplaatsen te kiezen.
• Op zijn vroegst december 2028: monstername. Eerst landt een kleine rover, daarna de sonde zelf.
• 2030: na een scheervlucht langs Deimos, om ook die maan te bekijken, vertrekt de sonde van Mars voor een reis van ongeveer een jaar.
• 2031: een capsule met het monster komt de dampkring van de aarde binnen en wordt in Australië geborgen.

Bij de volgende oppositie, in de tweede helft van februari 2027, schittert Mars in de Leeuw met magnitude −1,3; Phobos heeft dan magnitude 12,1 en Deimos 13,2. Phobos komt dan nooit verder dan ongeveer 19 boogseconden van het midden van de planeet, Deimos niet verder dan ongeveer 48 boogseconden. Zonder telescoop zie je alleen Mars: met magnitude 12 tot 13 zijn de manen veel te zwak voor het blote oog en voor een verrekijker. Het probleem is niet zozeer hun zwakke licht als wel de felle gloed van een planeet die ruim 13 magnitudes helderder is: je hebt een sterke vergroting nodig, rustige lucht en liefst een manier om de planeet af te schermen. Mars, ongeveer 15° ten noorden van de hemelevenaar, staat gunstig voor waarnemers op beide halfronden.