JAXA:n MMX-lento tutkii Marsin kuita ja tuo Phoboksen näytteitä Maahan

JAXA:n eli Japanin avaruustutkimusviraston Martian Moons eXploration -tehtävä, lyhyesti MMX, on kunnianhimoinen suunnitelma tutkia Marsin kuita Phobosta ja Deimosta sekä tuoda näyte Phobokselta Maahan. Tehtävän keskeinen kysymys on yksinkertainen mutta perustavanlaatuinen: ovatko Marsin kuut Marsin painovoiman kaappaamia asteroideja vai syntyivätkö ne muinaisen suur törmäyksen sinkoamasta aineksesta?

Nykyisen aikataulun mukaan MMX laukaistaan Japanista lokakuussa 2026. Luotain saapuisi Marsin läheisyyteen noin vuotta myöhemmin, viettäisi Marsin järjestelmässä noin kolme vuotta ja palauttaisi näytekapselin Maahan vuonna 2031.

Milloin MMX laukaistaan?

JAXA:n ilmoituksen mukaan MMX on määrä laukaista 20. lokakuuta 2026 kello 4.41.03 Japanin normaaliaikaa H3-raketin kymmenennellä lennolla. Laukaisupaikka on Tanegashiman avaruuskeskuksen Yoshinobu-laukaisukeskus. Varalaukaisuikkuna ulottuu 21. lokakuuta ja 7. marraskuuta 2026 väliseen aikaan.

Noin viiden vuoden edestakaisen matkan tärkeimmät vaiheet ovat suunnitelman mukaan:

• 2026: Laukaisu H3-raketilla Tanegashiman avaruuskeskuksesta.
• 2027: Saapuminen Marsin järjestelmään noin vuoden planeettojenvälisen matkan jälkeen ja siirtyminen radoille, joilta kuita voidaan havaita toistuvasti.
• 2027–2030: Phoboksen, Deimoksen, Marsin ja niitä ympäröivän avaruusympäristön tutkiminen. Tähän sisältyvät läheiset ohilennot ja suunnitellut laskeutumisyritykset Phobokselle.
• 2030: Lähtö Marsin järjestelmästä havainto- ja näytteenottovaiheen jälkeen.
• 2031: Näytekapselin paluu Maahan. Tämänhetkisen suunnitelman mukaan kapseli otettaisiin talteen Australian autiomaasta heinäkuussa.

Kyse on edelleen tavoitteista, ei jo toteutuneista tapahtumista. Laukaisuikkuna, luotaimen toimintakunto, navigointi ja Phoboksen pinnan olosuhteet voivat vaikuttaa aikatauluun ja lopulliseen tutkimustulokseen.

Mitä MMX tekee Marsin kuiden luona?

MMX yhdistää samaan tehtävään kiertoradalla toimivan tutkimusluotaimen, laskeutumistehtävän ja näytteenpalautuksen. Ensin se kartoittaa Marsin järjestelmää kaukohavainnoin ja ratalennolla sekä etsii sopivia olosuhteita Phoboksella toimimiseen. Luotaimen on tarkoitus liikkua Marsin kuiden läheisyydessä niin sanotuilla näennäissatelliittiradoilla, ei vain tehdä yhtä ohilentoa.

Pääkohde on Phobos, Marsin kahdesta kuusta suurempi ja planeettaa lähempänä kiertävä kuu. MMX:n on tarkoitus yrittää laskeutumista Phobokselle ja kerätä sen pinnalta regoliittia eli kivimurskan ja pölyn muodostamaa pintamateriaalia. Näytteitä varten mukana on kaksi toisiaan täydentävää järjestelmää: C-Sampler ja P-Sampler. Niiden avulla pyritään parantamaan tieteellisesti käyttökelpoisen näytteen saamisen mahdollisuuksia.

Näyte suljetaan palautuskapseliin, joka kuljettaa sen Maahan. JAXA hyödyntää ratkaisussa Hayabusa2-asteroidilennolla kehitettyä ja karttunutta näytteenpalautustekniikkaa.

Deimosta tutkitaan etäältä

Deimos ei ole näytteenottokohde. MMX havainnoi sitä radoiltaan ja suunniteltujen kohtaamisten aikana. Tutkimuksen kohteina ovat muun muassa Deimoksen pinta, koostumus, pinnanmuodot ja geologinen tausta. Molempien kuiden vertaaminen on tärkeää, sillä niiden yhtäläisyydet ja erot voivat auttaa erottamaan toisistaan eri syntyteoriat.

Tavoitteena yli 10 grammaa Phoboksen ainesta

MMX:n tavoitteena on tuoda Maahan yli 10 grammaa Phoboksen materiaalia. Onnistuessaan kyse olisi ensimmäisestä tehtävästä, joka palauttaa näytteitä Marsin alueelta Maahan.

Laboratorioissa tutkittava regoliitti voi paljastaa asioita, joita etähavainnot eivät yksin pysty ratkaisemaan. Näytteistä voidaan selvittää kuun mineraali- ja kemiallista koostumusta sekä etsiä viitteitä vettä sisältävistä aineista tai orgaanisista yhdisteistä. Samalla voidaan testata, muistuttaako Phobos koostumukseltaan alkukantaista asteroidia vai Marsiin liittynyttä törmäysainesta.

Phoboksen pinnalle on voinut kertyä myös Marsista sinkoutunutta ainesta. Siksi regoliitti saattaa sisältää epäsuoria jälkiä Marsin pinnan historiasta. Tehtävä ei näin ollen ole vain pienen kuun tutkimusta, vaan se voi avata uuden näkymän Marsin ja sisäplaneettojen varhaiseen kehitykseen.

Ovatko kuut asteroideja vai törmäysjäänteitä?

Phoboksen ja Deimoksen alkuperästä on esitetty kaksi päävaihtoehtoa:

1. Kaapatut asteroidit: Kuut voivat olla muualla syntyneitä, alkukantaisia kappaleita, jotka Marsin painovoima myöhemmin kaappasi kiertoradoilleen.
2. Törmäyksessä syntynyt aines: Suuri kappale on voinut törmätä nuoreen Marsiin, jolloin sinkoutunut materiaali on myöhemmin kasautunut kuiksi.

MMX vertailee kuiden fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia sekä tutkii Marsin vaikutusta niiden pintoihin ja lähiympäristöön. Phobokselta palautettava näyte on erityisen tärkeä, koska laboratoriomittaukset voivat paljastaa koostumuksesta ja rakenteesta yksityiskohtia, joihin luotaimen omat instrumentit eivät täysin yllä.

Kansainvälinen yhteistyö tuo mukaan IDEFIXin ja MEGANEn

Vaikka JAXA johtaa MMX-tehtävää, mukana ovat NASA, Ranskan avaruusjärjestö CNES, Saksan ilmailu- ja avaruuskeskus DLR sekä Euroopan avaruusjärjestö ESA.

Ranskan ja Saksan IDEFIX-mönkijä

CNES ja DLR ovat kehittäneet IDEFIXin, pienen Phobokselle tarkoitetun mönkijän. Se on tarkoitus vapauttaa ennen luotaimen varsinaisia pintatoimia, ja sen tehtävänä on mitata kuun pinnan ja regoliitin ominaisuuksia. Tulokset auttavat tutkijoita ymmärtämään maastoa ja pienentävät MMX:n laskeutumis- ja näytteenottotoimien riskejä. Mönkijän suunniteltu toiminta-aika pinnalla on noin 100 päivää.

NASA:n MEGANE-instrumentti

NASA toimittaa tehtävään MEGANE-instrumentin. Nimi tulee englanninkielisestä ilmauksesta Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutrons. Laite tutkii kuiden alkuainekoostumusta gammasäteilyn ja neutronien avulla. Tulokset liittyvät suoraan kysymykseen siitä, onko Phobos Marsin kaappaama asteroidi vai muinaisen törmäyksen synnyttämää ainesta.

JAXA:n vastuu

JAXA vastaa luotaimesta ja tehtävän keskeisistä toiminnoista: navigoinnista, kaukohavainnoista, Phoboksen laskeutumisyrityksistä, näytteenotosta, paluusta Maahan ja näytteiden käsittelystä. Tehtävässä hyödynnetään Hayabusa2-ohjelmasta saatua kokemusta, mutta nyt toimintaympäristönä on huomattavasti monimutkaisempi Marsin järjestelmä.

Voiko Phoboksesta tulla tulevien Mars-lentojen tukikohta?

Phobos kiinnostaa myös tulevien miehitettyjen Mars-lentojen suunnittelijoita. Marsia lähellä kiertävää kuuta on hahmoteltu mahdolliseksi välietapiksi tai tukikohdaksi, sillä Phobokselle laskeutuva miehistö voisi välttää osan Marsin pinnalle laskeutumisen ja sieltä nousun haasteista.

MMX ei rakenna eikä ylläpidä miehitettyä avaruusasemaa. Sen rooli on paljon käytännöllisempi ja alustavampi: tehtävä voi tuottaa tietoa Phoboksen pinnan ominaisuuksista, maastosta, painovoimasta, riskeistä, koostumuksesta ja saavutettavuudesta. Näiden tietojen avulla voidaan myöhemmin arvioida, soveltuuko Phobos infrastruktuurin, kuljetusten tai Mars-lentojen tukikohdaksi.

Mitä MMX voi lopulta ratkaista?

MMX on merkittävä, koska se yhdistää kolme tutkimuslinjaa samaan kokonaisuuteen: Marsin molempien kuiden vertailevan kartoituksen, pintatoimet Phoboksella ja näytteen palauttamisen Maahan. Suunniteltu laukaisu 20. lokakuuta 2026 käynnistäisi tehtävän, joka voisi tuoda Phoboksen ainesta Maahan vuonna 2031, selvittää kuiden alkuperää ja tuottaa tärkeää käyttötietoa tulevaa Marsin tutkimusta varten.

Tärkeä varaus on kuitenkin syytä pitää mielessä: MMX on yhä suunnitteilla oleva tehtävä. Laskeutuminen, yli 10 gramman näytteen kerääminen ja näytteiden palauttaminen Australiaan ovat tavoitteita, eivät varmistuneita tuloksia.