JAXAs MMX skal hente prøver fra Mars-månen Phobos

Hovedpunktene i det omtrent fem år lange oppdraget er:

• 2026: MMX skytes opp med H3 fra Tanegashima.
• 2027: Sonden ankommer Mars-systemet etter rundt ett års ferd gjennom rommet og går inn i baner som gjør det mulig å observere månene gjentatte ganger.
• 2027–2030: MMX kartlegger Phobos, Deimos, Mars og miljøet rundt dem. Oppdraget omfatter nærpasseringer og planlagte landingsforsøk på Phobos.
• 2030: Sonden forlater Mars-systemet etter observasjons- og prøvetakingsfasen.
• 2031: Prøvekapselen skal returnere til jorden. Den nåværende planen tar sikte på landing i den australske ørkenen i juli.

Dette er fortsatt en planlagt ferd, ikke en serie gjennomførte milepæler. Oppskytingsmuligheter, teknisk tilstand, navigasjon og forholdene på Phobos kan påvirke både tidsplanen og resultatene.

Slik skal MMX undersøke Mars-månene

MMX kombinerer en orbiter, en landingsdel og et system for prøveinnhenting og retur. Først skal sonden bruke fjernmåling og baneoperasjoner til å kartlegge Mars-systemet og finne egnede forhold for arbeid på Phobos. Den skal etter planen operere i såkalte kvasisatellittbaner nær månene, i stedet for bare å fly forbi én gang.

Hovedmålet er Phobos, den største og innerste av Mars’ to måner. MMX skal forsøke å lande der og samle inn regolit – stein, grus og støv fra overflaten – med to ulike prøvetakingsmekanismer. Systemene, som kalles C-Sampler og P-Sampler, skal utfylle hverandre og øke sjansen for at forskerne får en god prøve.

Prøven skal forsegles i en kapsel og sendes tilbake til jorden. JAXA bygger videre på teknologi og erfaring fra Hayabusa2, som hentet prøver fra asteroiden Ryugu.

Deimos skal undersøkes på avstand

Deimos er ikke målet for prøvetaking. MMX skal i stedet studere månen fra bane og under planlagte møter, blant annet ved å undersøke overflate, sammensetning, terreng og geologisk sammenheng. Å studere begge månene er viktig fordi likheter og forskjeller mellom dem kan bidra til å skille mellom teoriene om hvordan de ble dannet.

Mer enn 10 gram fra Phobos

MMX har som mål å hente mer enn 10 gram materiale fra Phobos tilbake til jorden. Dersom det lykkes, blir dette det første oppdraget som bringer prøver fra Mars-regionen tilbake til jorden.

Laboratorieanalyser kan gi svar som fjernmålinger alene ikke kan. Forskerne kan undersøke månens mineraler og kjemiske sammensetning, lete etter spor etter vannrelaterte materialer eller organiske forbindelser og teste om Phobos ligner en primitiv asteroide eller materiale fra Mars.

Phobos kan også ha samlet opp materiale som ble slynget ut fra Mars. Regolitten kan derfor inneholde indirekte spor etter planetens overflatehistorie. Det gjør oppdraget relevant ikke bare for forståelsen av en liten måne, men også for utviklingen av Mars og de steinrike planetene i det tidlige solsystemet.

Asteroide eller rester etter et gigantisk nedslag?

Forskere har lenge diskutert to hovedforklaringer på Phobos’ og Deimos’ opprinnelse:

1. Innfangede asteroider: Månene kan ha blitt dannet et annet sted og senere blitt fanget av Mars’ tyngdekraft.
2. Nedslagsrester: De kan ha oppstått da et stort himmellegeme traff den unge Mars, slik at materiale ble slynget ut og senere samlet seg på nytt.

MMX skal sammenligne månenes fysiske og kjemiske egenskaper og undersøke hvordan Mars påvirker overflatene og miljøet rundt dem. Prøven fra Phobos er særlig viktig fordi laboratorier kan analysere sammensetning og struktur mer detaljert enn instrumentene om bord på en romsonde kan.

Et internasjonalt prosjekt

JAXA leder MMX, men oppdraget er et internasjonalt samarbeid med NASA, Frankrikes romorganisasjon CNES, det tyske romfartssenteret DLR og ESA.

Frankrike og Tyskland: IDEFIX-roveren

CNES og DLR har utviklet IDEFIX, en liten rover som skal kjøre på Phobos. Den skal etter planen settes ned før hovedsonden gjennomfører sine egne overflateoperasjoner, og måle egenskaper ved terrenget og regolittlaget. Resultatene kan hjelpe forskerne med å forstå underlaget og redusere risikoen ved MMXs landings- og prøvetakingsforsøk. Roverens planlagte overflateoppdrag varer i omtrent 100 dager.

NASA: MEGANE-instrumentet

NASA har levert MEGANE, en forkortelse for Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutrons. Instrumentet bruker målinger av gammastråling og nøytroner til å undersøke hvilke grunnstoffer månene består av. Resultatene skal bidra direkte til spørsmålet om Phobos er en innfanget asteroide eller materiale som oppsto etter et stort nedslag.

JAXAs ansvar

JAXA har ansvaret for selve sonden og de sentrale operasjonene: navigasjon, fjernmåling, landingsforsøk på Phobos, prøvetaking, retur til jorden og håndtering av prøvene etter landing. Oppdraget bygger på Hayabusa2-erfaringen, men skal gjennomføres i det mer kompliserte miljøet rundt Mars.

Kan Phobos bli et springbrett til Mars?

Phobos har også betydning for langsiktig planlegging av Mars-ferder. Siden månen går i bane nær Mars, har den blitt diskutert som et mulig springbrett eller en mellomstasjon for fremtidige bemannede oppdrag. En ferd via Phobos kan i prinsippet unngå noen av utfordringene ved å lande på Mars og senere ta av igjen gjennom planetens atmosfære.

MMX skal imidlertid ikke bygge eller drive en bemannet romstasjon. Bidraget er mer grunnleggende: Oppdraget kan gi bedre kunnskap om overflaten, terrenget, tyngdekraften, farer, sammensetningen og hvor praktisk det er å operere på Phobos. Slike data kan hjelpe fremtidige planleggere med å vurdere om månen egner seg for infrastruktur, transport eller støttefunksjoner i Mars-utforskningen.

Kort oppsummert

MMX samler tre undersøkelser i ett oppdrag: en sammenlignende kartlegging av begge Mars-månene, overflateoperasjoner på Phobos og retur av en prøve til jorden. Den planlagte oppskytingen 20. oktober 2026 er første steg i en ferd som kan levere Phobos-materiale i 2031, avklare månens opprinnelse og gi nyttig kunnskap for fremtidig utforskning av Mars.

Det viktigste forbeholdet er at MMX fortsatt er planlagt. Landing, innsamling av mer enn 10 gram og retur av prøven til Australia er mål for oppdraget – ikke resultater som allerede er sikret.