MMX, misja do księżyców Marsa: co NASA wnosi do japońskiej wyprawy po próbkę z Fobosa

Co wnosi NASA

Misję MMX prowadzi Japońska Agencja Eksploracji Aerokosmicznej (JAXA), a NASA jest jej partnerem. Najważniejszy amerykański przyrząd na pokładzie to MEGANE, spektrometr promieniowania gamma i neutronów. Powierzchnię Fobosa nieustannie bombardują cząstki promieniowania kosmicznego, a pod ich wpływem wysyła ona promieniowanie gamma i neutrony, których energie zależą od tego, jakie pierwiastki w niej występują. Mierząc je z orbity, można więc ustalić, z czego zbudowana jest powierzchnia księżyca.

NASA dostarczyła też P-Sampler, demonstrator technologii zamontowany na jednej z nóg, na których ląduje sonda: krótkie wyrzuty azotu pod wysokim ciśnieniem wdmuchują materiał z powierzchni do pojemnika. Własny przyrząd JAXA, C-Sampler, pobiera próbki spod powierzchni, z głębokości kilku centymetrów. Sieć Deep Space Network pomoże w łączności i nawigacji, a około 15% przywiezionej próbki trafi do zbiorów Centrum Lotów Kosmicznych im. Lyndona B. Johnsona w Houston.

Przechwycone planetoidy czy resztki po wielkim zderzeniu?

Fobos ma wymiary około 27 × 22 × 18 km. Krąży około 6000 km nad powierzchnią Marsa i obiega planetę trzy razy na dobę. Deimos, o wymiarach około 15 × 12 × 11 km, okrąża Marsa raz na 30 godzin. Oba księżyce są ciemne i odbijają światło podobnie jak planetoidy węgliste (klasy C). To podobieństwo przemawia za tym, że Mars je przechwycił, choć NASA zaznacza, że część danych temu przeczy.

Druga możliwość to olbrzymie zderzenie: w Marsa uderzyło duże ciało i wyrzuciło na orbitę materię, która zlepiła się potem w księżyce. JAXA przedstawia te dwie hipotezy jako rywalizujące ze sobą. Trzecią zaproponowali w 2024 roku badacze z NASA i z Durham University: według niej grawitacja Marsa rozerwała na kawałki przelatującą obok planetoidę, a jej odłamki zderzały się i ścierały nawzajem, aż utworzyły dysk, z którego narodziły się księżyce.

Planetoidy węgliste mogą zawierać wodę i substancje lotne, z których tworzą się atmosfery. Przechwycone księżyce byłyby więc próbkami tego rodzaju materii, która mogła dostarczyć wodę na planety wewnętrzne, w tym na Ziemię. Księżyce powstałe ze szczątków po zderzeniu przechowałyby natomiast kawałek młodego Marsa.

Co może zdradzić dziesięć gramów Fobosa

Mapa pierwiastków na Fobosie, sporządzona przez MEGANE, pomoże wybrać miejsce lądowania. W laboratorium będzie można zbadać skład chemiczny i mineralny pojedynczych ziaren. A to właśnie skład najlepiej rozstrzygnie, czy chodzi o przechwyconą planetoidę, czy o księżyc powstały w zderzeniu.

Fobos krąży tak blisko Marsa, że według JAXA zebrał ponad sto razy więcej materii wyrzuconej z powierzchni planety niż Deimos. Próbka może więc zawierać także drobiny samego Marsa, które trafiły na księżyc długo po jego narodzinach — bez względu na to, jak się uformował.

Kalendarz misji — i jak samemu zobaczyć księżyce Marsa

• 19 października 2026, 19:41 UTC (planowo): start rakiety H3, lot nr 10; terminy rezerwowe wyznaczono do 7 listopada (według czasu japońskiego).
• Sierpień 2027: przylot do Marsa, potem wejście na niską orbitę wokół Fobosa, by go zmapować i wybrać miejsca lądowania.
• Nie wcześniej niż w grudniu 2028: pobranie próbki. Najpierw ląduje mały łazik, potem główna sonda.
• 2030: przelot obok Deimosa, by go obejrzeć z bliska, a następnie odlot od Marsa i podróż trwająca około roku.
• 2031: kapsuła z próbką wejdzie w atmosferę Ziemi i zostanie odzyskana w Australii.

Podczas najbliższej opozycji, w drugiej połowie lutego 2027 roku, Mars będzie świecił w gwiazdozbiorze Lwa z jasnością −1,3 mag, Fobos 12,1 mag, a Deimos 13,2 mag. Fobos nie oddali się wtedy od środka tarczy planety o więcej niż około 19 sekund kątowych, a Deimos o więcej niż około 48 sekund kątowych. Bez teleskopu zobaczysz tylko Marsa: księżyce o jasności 12–13 mag są daleko poza zasięgiem gołego oka i lornetki. Większą przeszkodą niż ich mała jasność jest blask planety jaśniejszej od nich o ponad 13 magnitudo. Aby je dostrzec, potrzebne jest duże powiększenie, dobry seeing (stabilność obrazu), a najlepiej także sposób na zasłonięcie samej planety., dobry seeing (stabilność obrazu), a najlepiej także sposób na zasłonięcie samej planety. Mars, położony około 15° na północ od równika niebieskiego, będzie dobrze widoczny z obu półkul.