MMX di JAXA: il viaggio verso Phobos per riportare sulla Terra campioni delle lune di Marte

La missione Martian Moons eXploration (MMX) di JAXA è progettata per studiare le due lune di Marte, Phobos e Deimos, e riportare sulla Terra un campione prelevato da Phobos. La domanda al centro del progetto è semplice da formulare, ma difficile da risolvere: le lune marziane sono asteroidi catturati dalla gravità del pianeta oppure si sono formate dai detriti di un enorme impatto avvenuto su Marte miliardi di anni fa?

Se il programma attuale sarà rispettato, MMX partirà dal Giappone nell'ottobre 2026, raggiungerà il sistema marziano dopo circa un anno, opererà nelle vicinanze delle lune per circa tre anni e farà rientrare la capsula con i campioni nel 2031.

Quando partirà MMX e quanto durerà la missione

JAXA ha fissato il lancio del veicolo MMX a bordo del decimo volo del razzo H3, indicato come H3-10, per il 20 ottobre 2026 alle 4:41:03 secondo l'ora standard giapponese (JST). Il decollo è previsto dal complesso di lancio Yoshinobu, presso il centro spaziale di Tanegashima. La finestra di riserva va dal 21 ottobre al 7 novembre 2026.

Il viaggio completo è concepito come una missione di circa cinque anni. Le principali tappe previste sono:

• 2026: partenza da Tanegashima a bordo del razzo H3.
• 2027: arrivo nel sistema di Marte dopo circa un anno di viaggio interplanetario e ingresso in un'orbita che permetterà osservazioni ripetute delle lune.
• 2027-2030: osservazioni di Phobos, Deimos, Marte e dell'ambiente circostante, con avvicinamenti ravvicinati e tentativi programmati di discesa su Phobos.
• 2030: partenza dal sistema marziano al termine della fase di osservazione e raccolta.
• 2031: rientro della capsula con i campioni sulla Terra; l'attuale piano prevede il recupero nel deserto australiano a luglio.

Si tratta di obiettivi pianificati, non di risultati già acquisiti. Le condizioni di lancio, lo stato della sonda, la navigazione e la natura della superficie di Phobos potrebbero modificare il calendario o il risultato scientifico della missione.

Una sonda con orbiter, lander e sistema di rientro

MMX riunisce in un'unica missione le funzioni di osservazione orbitale, esplorazione della superficie e ritorno dei campioni. Dopo il viaggio verso Marte, la sonda dovrebbe operare in orbite quasi satellitari — note come QSO, Quasi-Satellite Orbit — nelle vicinanze delle lune, invece di limitarsi a un singolo sorvolo.

Il bersaglio principale è Phobos, la più grande e la più vicina a Marte delle due lune. MMX prevede di tentare l'atterraggio su Phobos e di raccogliere regolite, cioè roccia e polvere superficiale, attraverso due sistemi di campionamento complementari: il C-Sampler e il P-Sampler. L'impiego di entrambi dovrebbe aumentare le probabilità di ottenere materiale utile per le analisi nei laboratori terrestri.

Il campione sarà chiuso in una capsula di rientro e trasportato sulla Terra. Per questa parte della missione JAXA può contare sulle tecnologie e sull'esperienza maturate con la missione Hayabusa2, che ha riportato campioni da un asteroide.

Deimos sarà osservata senza raccolta di campioni

Deimos non è il bersaglio del campionamento. MMX la studierà a distanza, dall'orbita e durante gli incontri programmati, raccogliendo dati sulla superficie, sulla composizione, sulla topografia e sul contesto geologico. Il confronto tra Deimos e Phobos è importante perché somiglianze e differenze potrebbero aiutare a distinguere le diverse ipotesi sulla loro origine.

L'obiettivo del ritorno: più di 10 grammi da Phobos

MMX punta a riportare sulla Terra oltre 10 grammi di materiale proveniente da Phobos. Se riuscirà nell'impresa, sarà la prima missione a riportare campioni dalla regione marziana.

Un campione analizzato direttamente in laboratorio può rivelare informazioni che le osservazioni a distanza non riescono a fornire con la stessa precisione. Gli scienziati potranno studiarne la composizione mineralogica e chimica, cercare indizi di materiali legati all'acqua o di composti organici e verificare quanto Phobos assomigli a un asteroide primitivo oppure a materiale associato a Marte.

È possibile inoltre che la regolite di Phobos contenga materiale espulso dalla superficie marziana. In questo caso, la piccola luna potrebbe conservare una traccia indiretta della storia geologica di Marte, trasformando la missione in qualcosa di più di uno studio di un corpo celeste di piccole dimensioni.

Asteroidi catturati o detriti di un impatto?

Le due principali ipotesi sull'origine di Phobos e Deimos sono:

1. Asteroidi catturati: le lune potrebbero essere corpi primitivi formatisi altrove e successivamente catturati dalla gravità di Marte.
2. Frammenti di un impatto: potrebbero essersi formate dai detriti sollevati quando un grande corpo colpì Marte in epoche remote; il materiale espulso si sarebbe poi riaggregato.

MMX confronterà le proprietà fisiche e chimiche delle due lune e studierà anche l'influenza di Marte sulle loro superfici e sui loro ambienti. Il campione di Phobos sarà decisivo perché le analisi di laboratorio possono esaminare composizione e struttura a un livello che gli strumenti a bordo della sonda non possono replicare completamente.

Una collaborazione internazionale

JAXA guida MMX, ma il progetto coinvolge anche NASA, l'agenzia spaziale francese CNES, il Centro aerospaziale tedesco DLR e l'Agenzia spaziale europea ESA.

Francia e Germania: il rover IDEFIX

CNES e DLR hanno sviluppato IDEFIX, un piccolo rover destinato a operare sulla superficie di Phobos. Il rover dovrebbe essere rilasciato prima delle principali operazioni di superficie della sonda e misurare le caratteristiche del terreno e della regolite.

Queste informazioni serviranno a comprendere meglio il suolo e a ridurre i rischi per le operazioni di discesa e raccolta dei campioni di MMX. La durata prevista delle attività di IDEFIX sulla superficie è di circa 100 giorni.

NASA: lo strumento MEGANE

La NASA ha fornito MEGANE, acronimo di Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutrons. Lo strumento utilizzerà misure di raggi gamma e neutroni per analizzare la composizione elementare delle lune.

I suoi dati contribuiranno direttamente alla domanda sull'origine di Phobos: un asteroide catturato da Marte o il prodotto di un antico impatto?

Il ruolo di JAXA

JAXA è responsabile della sonda e delle operazioni fondamentali della missione: navigazione, osservazioni a distanza, tentativi di atterraggio su Phobos, raccolta dei campioni, rientro sulla Terra e conservazione del materiale recuperato. Il progetto sfrutta l'esperienza di Hayabusa2, adattandola a un ambiente molto più complesso come quello del sistema marziano.

Perché Phobos interessa anche alle future missioni umane

Phobos è considerata anche nel quadro della pianificazione a lungo termine dell'esplorazione di Marte. Poiché orbita vicino al pianeta, è stata descritta come un possibile punto di appoggio o di transito per future missioni con equipaggio. Operare da Phobos potrebbe evitare alcune delle difficoltà legate all'atterraggio su Marte e al successivo decollo attraverso l'atmosfera marziana.

MMX, però, non costruirà né gestirà una stazione spaziale abitata. Il suo contributo sarà preliminare e pratico: fornire dati sulla superficie di Phobos, sul terreno, sulla gravità, sui potenziali pericoli, sulla composizione e sull'accessibilità operativa. Queste informazioni potranno aiutare a capire se la luna sia adatta a ospitare infrastrutture, sistemi di trasporto o attività di supporto per future missioni marziane.

In sintesi

MMX combina tre obiettivi in una sola campagna: il confronto tra entrambe le lune di Marte, le operazioni sulla superficie di Phobos e il ritorno di un campione sulla Terra. Il lancio previsto per il 20 ottobre 2026 sarebbe il primo passo di un percorso destinato, se tutto procederà secondo i piani, a riportare materiale da Phobos nel 2031, chiarire l'origine delle lune marziane e raccogliere dati utili alla futura esplorazione umana di Marte.

La cautela è essenziale: MMX è ancora una missione pianificata. L'atterraggio, la raccolta di oltre 10 grammi e il rientro della capsula in Australia sono obiettivi della missione, non risultati già garantiti.