Японската агенция за аерокосмически изследвания (JAXA) се подготвя да изстреля космически апарат в рамките на първата по рода си мисия за събиране на проби от Фобос — един от двата малки спътника на Марс. Очаква се мисията Martian Moons eXploration (MMX) да продължи около пет години, като завръщането на събраните материали на Земята е планирано за 2031 г.

Изстрелването е насрочено за 20 октомври от космическия център Танегашима в югозападната част на Япония. Апаратът ще бъде изведен в космоса с ракетата носител H3. Учените се надяват, че изследването на Фобос ще помогне да се установи как са възникнали двата марсиански спътника — Фобос и Деймос. Резултатите могат да дадат и ценна информация за еволюцията на Марс и условията в ранната Слънчева система.

Въпреки десетилетията на изследване на Марс, неговите естествени спътници остават сравнително слабо проучени. От 60-те години на миналия век насам към Червената планета са изпратени десетки космически мисии, но опитите за подробно изследване на Фобос и Деймос срещат сериозни технически предизвикателства.

И двата спътника имат неправилна, приблизително картофовидна форма и повърхности, осеяни с кратери. Произходът им продължава да бъде предмет на научни спорове. Според една от основните хипотези те са останки от материал, изхвърлен в космоса след сблъсък на голям небесен обект с Марс. Друга теория предполага, че първоначално са били астероиди, които впоследствие са попаднали под гравитационното влияние на планетата. Учените смятат, че анализът на реални проби от Фобос може да помогне за разграничаването на тези сценарии. Тъй като двата спътника вероятно имат сходен произход, резултатите могат да дадат сведения и за формирането на Деймос.

Защо учените избраха Фобос?

Фобос е по-близо до Марс от Деймос и затова се смята за особено подходящ обект за изследване на историята на планетата. Според JAXA част от материала на повърхността му вероятно произхожда директно от Марс — вследствие на удари, изхвърлили скални частици в околното пространство. Очаква се марсианският материал да съставлява около 0,1% от събраните проби. Макар делът му да е малък, анализът му би могъл да предостави допълнителни сведения за геоложката история на Червената планета.

Фобос е с диаметър приблизително 27 километра в най-широката си част и обикаля на около 6000 километра над повърхността на Марс. Той прави приблизително три обиколки около планетата за едно денонощие. Научният ръководител на мисията Кийоши Курамото изразява надежда, че анализът на почвените проби ще позволи на изследователите да стигнат до по-категоричен извод за произхода на спътника.

След изстрелването апаратът MMX трябва да достигне района на Марс приблизително през август 2027 г. След това ще изследва Фобос в продължение на около три години, преди да събере материал от повърхността му и да поеме обратно към Земята.

Пътуването е сложно начинание. При най-близкото си приближаване Марс се намира на около 55 милиона километра от Земята, но действителният маршрут на космическия апарат ще бъде значително по-дълъг — приблизително 500–600 милиона километра. Мисията включва три основни модула: за задвижване, за изследване и за връщане на пробите. Само последният ще се завърне на Земята с ценния товар. В хода на мисията апаратът ще извърши и прелитане край Деймос, което ще позволи събирането на допълнителни наблюдения за втория марсиански спътник.

Важна част от мисията е малкият роботизиран апарат Idefix, разработен съвместно от Франция и Германия. Очаква се той да достигне повърхността на Фобос около 2029 г. и да работи там приблизително 100 дни. Основната му задача ще бъде да изследва терена и да предостави данни, необходими за избора на подходящо място за кацане на основния апарат. Роботът ще анализира също състава и структурата на повърхността.

Кацането върху Фобос представлява сериозно инженерно предизвикателство. Гравитацията на спътника е приблизително 2000 пъти по-слаба от земната, което увеличава риска апаратите да отскочат от повърхността при допир. За да ограничи този риск, изследователският модул на MMX разполага с четирикрако шаси с амортисьори. Самият Idefix е проектиран да се придвижва в условия на изключително слаба гравитация, да запазва сцепление с терена и да се изправя, ако се преобърне.

JAXA планира да събере най-малко 10 грама материал от Фобос чрез два опита за вземане на проби. Ще бъдат използвани както японска, така и американска технология. Устройството, разработено с участието на НАСА, ще използва газ под налягане, за да насочи прах от повърхността към контейнер. Японската система ще извлича проби от по-голяма дълбочина чрез специализиран механизъм за вземане на ядки от материала.

Комбинирането на двата метода ще позволи събирането на материал както от повърхността, така и от подповърхностните слоеве. Допълнителните проби ще увеличат възможностите за сравнение на различните частици и за откриване на следи от процесите, оформили спътника. Учените се надяват, че анализът може да открие и материал с марсиански произход, който да даде информация за условията на древния Марс. Възможността да бъдат открити следи от някогашен микробен живот остава научна хипотеза, а не установен резултат. След събирането материалите ще бъдат съхранени в специална капсула, защитена от високите температури при навлизането в земната атмосфера. Очаква се капсулата да се приземи в Австралия, откъдето ще бъде транспортирана до Япония за последващ анализ.

Проектът MMX обединява усилията на Япония, НАСА, Европейската космическа агенция и европейски научни институции. На борда ще има инструменти за анализ на състава на Фобос, измерване на гама-лъчение и изследване на други физични характеристики на спътника. НАСА участва и с технологии за събиране на проби, както и с научна експертиза за последващото им изследване. Данните от мисията ще бъдат използвани от международни екипи, които ще проучват произхода на марсианските спътници и еволюцията на системата Марс.

Освен чисто научната си стойност мисията има и практическо значение. Тя ще изпита технологии за навигация, кацане и събиране на материал в среда с изключително слаба гравитация — умения, които могат да бъдат полезни за бъдещи роботизирани мисии, а в по-дългосрочен план и за пилотирани експедиции до Марс.

Япония вече има опит с връщането на извънземен материал чрез мисиите „Хаябуса“, които доставиха на Земята проби от астероиди през 2010 и 2020 г. MMX обаче ще бъде първата мисия, предназначена да събере материал от спътник на друга планета и да го върне на Земята. Ако проектът успее, учените ще получат рядката възможност да изследват в лабораторни условия материал от малко познат свят. Това може да помогне за разрешаването на една от големите загадки на планетарната наука и да разшири знанията ни за историята на Марс и Слънчевата система.

Снимка: Unsplash

Виж още: Наистина ли Radeon RX 9070 XT е по-бърза от RTX 5090: мащабен тест дава отговорът, който вълнува много геймъри