Миссия MMX к спутникам Марса: чем NASA поможет Японии доставить грунт с Фобоса

Вклад NASA

Миссией MMX руководит Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA), NASA участвует в ней как партнёр. Главный прибор NASA на борту — MEGANE, гамма- и нейтронный спектрометр. На поверхность Фобоса непрерывно обрушиваются космические лучи, и в ответ грунт испускает гамма-излучение и нейтроны. Их энергия зависит от того, из каких химических элементов состоит грунт, поэтому, измеряя это излучение с орбиты, можно узнать состав поверхности.

Кроме того, NASA поставило P-Sampler — экспериментальный пробоотборник на одной из посадочных опор: частицы поверхностного грунта загоняются в контейнер короткими струями азота под высоким давлением. Собственный пробоотборник JAXA, C-Sampler, берёт колонку грунта с глубины в несколько сантиметров. Сеть дальней космической связи NASA (Deep Space Network) будет помогать в обмене данными с аппаратом и в его навигации, а около 15% доставленного образца передадут на хранение в Космический центр имени Джонсона в Хьюстоне.

Захваченные астероиды или обломки столкновения?

Размеры Фобоса — около 27 × 22 × 18 км; он обращается на высоте примерно 6000 км над поверхностью Марса и облетает планету три раза в сутки. Деймос размером около 15 × 12 × 11 км совершает оборот вокруг Марса за 30 часов. Оба спутника тёмные и отражают свет так же, как углистые астероиды. Это сходство говорит в пользу гипотезы о том, что спутники были захвачены Марсом, хотя, как отмечает NASA, некоторые данные противоречат этой гипотезе.

Другая гипотеза — гигантское столкновение: в Марс врезалось крупное тело и выбросило на орбиту вещество, из которого потом собрались спутники. JAXA называет эти две гипотезы конкурирующими. Третью версию предложили в 2024 году исследователи из NASA и Даремского университета: пролетавший мимо астероид был разорван притяжением Марса, его обломки сталкивались и перемалывали друг друга, пока вокруг планеты не образовался диск, из которого и сформировались спутники.

Углистые астероиды могут содержать воду и летучие вещества, из которых образуются атмосферы. Если спутники Марса — захваченные астероиды, то они состоят из такого же вещества, какое, возможно, принесло воду на внутренние планеты, в том числе на Землю. Если же спутники собрались из обломков столкновения, в них сохранился кусочек раннего Марса.

Что могут рассказать десять граммов вещества Фобоса

Карта распределения химических элементов по Фобосу, которую составит MEGANE, поможет выбрать место посадки. А в лаборатории можно будет изучить химический и минералогический состав отдельных частиц грунта. Именно состав — главный признак, по которому можно отличить захваченный астероид от спутника, возникшего в результате столкновения.

Фобос обращается так близко к Марсу, что, по оценке JAXA, на нём накопилось более чем в сто раз больше вещества, выбитого с марсианской поверхности, чем на Деймосе. Поэтому в образце могут оказаться и крошечные кусочки самого Марса, попавшие на Фобос спустя долгое время после того, как спутник сформировался, — независимо от того, как возник сам спутник.

План миссии — и как увидеть спутники Марса своими глазами

• 19 октября 2026 года, 19:41 UTC (по плану): старт — десятый пуск ракеты-носителя H3; резервные даты — до 7 ноября по японскому времени.
• Август 2027 года: прибытие к Марсу, затем выход на близкую орбиту вокруг Фобоса, чтобы составить карту спутника и выбрать места посадки.
• Не раньше декабря 2028 года: сбор образцов. Сначала садится небольшой планетоход, затем основной аппарат.
• 2030 год: аппарат пролетит мимо Деймоса, чтобы понаблюдать за ним, и покинет окрестности Марса; обратный путь займёт около года.
• 2031 год: капсула с образцом войдёт в атмосферу Земли и приземлится в Австралии, где её заберёт поисковая группа.

В ближайшее противостояние, во второй половине февраля 2027 года, Марс будет сиять в созвездии Льва: его звёздная величина составит −1,3, у Фобоса — 12,1, у Деймоса — 13,2. В это время Фобос на небе удаляется от центра планеты не больше чем примерно на 19 угловых секунд, а Деймос — не больше чем примерно на 48. Без телескопа вы увидите только Марс: спутники 12–13-й звёздной величины недоступны ни невооружённому глазу, ни биноклю. Мешает не столько их слабый блеск, сколько слепящий свет планеты, которая ярче их более чем на 13 звёздных величин. Чтобы разглядеть спутники, нужны большое увеличение, спокойная атмосфера и в идеале возможность заслонить сам Марс. Марс находится примерно в 15° к северу от небесного экватора, поэтому его будет удобно наблюдать в обоих полушариях.