화성의 위성은 어디서 왔나…MMX, 포보스 시료 지구 귀환 도전

MMX는 어떤 임무인가

일본 우주항공연구개발기구(JAXA)의 **화성 위성 탐사 임무 MMX(Martian Moons eXploration)**는 화성계에서 시료를 채취해 지구로 가져오는 프로젝트다. 탐사선은 화성의 두 위성인 **포보스(Phobos)**와 **데이모스(Deimos)**를 조사하고, 포보스 표면에 착륙해 시료를 확보한 뒤 귀환 캡슐로 지구에 전달할 예정이다. 613

이번 임무가 성공하면 화성 자체가 아니라 화성의 위성에서 가져온 물질을 지구 실험실에서 분석하는 첫 사례가 된다. 원격 관측만으로는 확인하기 어려운 광물 조성, 동위원소, 암석의 연대 등을 정밀하게 측정할 수 있다는 점이 핵심이다. 245

발사 날짜·시간·장소와 예비 기간

MMX는 일본의 **H3 로켓 10호기(H3 F10)**에 실려 발사될 예정이다.

• 발사 예정일: 2026년 10월 20일
• 발사 시각: 오전 4시 41분 3초(일본 표준시, JST)
• 발사 장소: 일본 가고시마현 다네가시마 우주센터 요시노부 발사장
• 예비 발사 기간: 2026년 10월 21일~11월 7일

예비 기간에 발사할 경우에는 날짜별로 별도의 발사 시각이 정해진다. 19

탐사선과 국제 협력 체계

MMX 본체는 궤도선, 착륙선, 시료귀환선의 기능을 함께 수행하도록 설계됐다. 과학 관측을 위해 11개의 과학 장비를 탑재하며, 프랑스와 독일이 공동 개발한 소형 로버 IDEFIX도 함께 운반한다. 615

임무는 JAXA가 주도하지만 국제 협력으로 진행된다. NASA는 화성 위성의 조성과 기원 분석에 활용될 장비를 제공하고, CNES와 DLR은 IDEFIX 로버 개발에 참여한다. ESA도 협력 기관으로 이름을 올리고 있다. 2615

가장 큰 과학적 질문: 포보스와 데이모스는 어디서 왔나

화성의 두 위성이 어떻게 형성됐는지는 아직 확정되지 않았다. 현재 대표적인 가설은 크게 두 가지다.

1. 포획설: 포보스와 데이모스가 원래 태양계를 떠돌던 원시 소행성이었다가 화성의 중력에 붙잡혔다는 설명이다.
2. 거대 충돌설: 천체가 화성과 충돌하면서 튀어나온 물질이 모여 두 위성을 만들었다는 가설이다.

포보스에서 가져온 시료의 광물 구성과 암석학적 특징이 탄소질 운석과 비슷하다면 포획설에 힘이 실릴 수 있다. 반대로 화성 물질과 유사한 조성이나 동위원소 특징이 확인되면 거대 충돌설을 뒷받침할 가능성이 있다. 시료의 조성, 산소·크롬·티타늄 동위원소, 방사성 연대 등을 종합하면 두 위성의 기원뿐 아니라 화성 초기의 진화 과정도 추적할 수 있다. 245

화성까지 약 1년, 화성계 체류는 약 3년

MMX는 발사 후 약 1년 동안 비행해 2027 회계연도에 화성권에 도착하고, 화성 궤도에 진입한 뒤 포보스와 랑데부할 예정이다. 이후 화성 위성 주변의 준위성궤도(QSO·Quasi-Satellite Orbit) 등을 활용해 포보스와 데이모스, 그리고 화성 주변 환경을 장기간 관측한다. 161213

약 3년으로 계획된 화성계 체류 기간에는 다음과 같은 작업이 진행된다.

• 포보스와 데이모스의 표면·지질·조성 원격 관측
• 화성 및 화성 위성 주변 환경 조사
• 포보스 착륙 후보지 정찰과 선정
• 포보스 착륙 및 시료 채취
• 데이모스 근접 비행 관측
• 귀환을 위한 화성계 이탈

발사부터 지구 귀환까지 전체 여정은 약 5년으로 예상된다. 1213

포보스에는 어떻게 착륙하고 시료를 채취하나

포보스는 중력이 매우 약하고 표면 지형도 고르지 않기 때문에, 지구나 화성처럼 안정적으로 내려앉는 방식과는 다른 정밀한 운용이 필요하다. MMX는 서로 다른 두 지점에서 최대 두 차례 터치다운을 수행하는 방안을 계획하고 있다. 1

시료 채취에는 서로 독립적인 두 시스템이 사용된다.

• 코어 샘플러: 표면 아래 물질을 원통형으로 채취
• 공압 샘플러: 공기 압력을 이용해 표토를 수집

목표 채취량은 10g 이상의 포보스 표토(regolith)다. 양 자체는 작아 보이지만, 지구의 고성능 실험실에서 다양한 분석을 수행하기에는 중요한 양이다. 1

IDEFIX 로버가 먼저 확인할 것들

프랑스·독일이 공동 개발한 IDEFIX는 주 탐사선보다 먼저 포보스 표면에 내려가 표면과 표토의 물리적 특성을 조사할 예정이다. 로버가 지형의 상태와 표면 물질의 특성을 파악하면, 이후 MMX 본체가 착륙하고 시료를 채취할 때 발생할 수 있는 위험을 줄이는 데 도움이 된다. 동시에 본체의 과학 관측을 보정할 수 있는 현장 데이터도 확보한다. 15

데이모스도 관측하지만 착륙하지는 않는다

MMX는 포보스에 대해서는 원격 관측과 현장 활동을 모두 수행한다. 반면 데이모스는 장기간 원격 관측과 근접 비행을 중심으로 조사하며, 현재 계획에는 데이모스 착륙이 포함돼 있지 않다. 이를 통해 두 위성의 표면 조성, 지질학적 특성, 화성 환경과의 상호작용을 비교할 수 있다. 3713

시료는 언제 지구로 돌아오나

JAXA는 포보스 시료를 담은 밀봉 귀환 캡슐을 2031 회계연도에 지구로 보내는 것을 현재 목표로 삼고 있다. 캡슐은 지구 대기권에 재진입한 뒤 지상에서 회수될 예정이다. 6716

다만 현재 확인된 공식 자료는 귀환 연도는 제시하지만, 최종적인 지구 착륙·회수 장소를 확정하지는 않고 있다. 일부 보도에서는 호주가 언급됐지만, 공식적으로 최종 확정된 장소로 보기는 어렵다. 7

미래 화성 탐사를 위한 기술 시험대

MMX의 의미는 포보스의 기원을 밝히는 데 그치지 않는다. 소행성 류구에서 시료를 채취해 귀환한 하야부사2의 기술을 바탕으로, 중력이 작고 모양이 불규칙한 천체 주변에서 자율 항법과 정밀 착륙, 표면 이동, 시료 봉인, 지구 재진입을 시험한다. 1215

JAXA는 화성 위성의 환경을 이해하는 일이 향후 유인 화성 탐사에도 중요하다고 보고 있다. 특히 포보스와 데이모스가 장래 화성 탐사에서 기지 또는 거점으로 활용될 가능성까지 검토 대상에 포함된다. 1215