日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的 火星衛星探測任務 MMX(Martian Moons eXploration),目標不只是「去火星附近看看」:它將同時研究火星的兩顆衛星——火衛一(Phobos)與火衛二(Deimos),在火衛一表面著陸並採集樣本,最後把密封樣本艙帶回地球。若任務成功,MMX 將成為首個從火星系統帶回樣本的任務,也會測試未來探索火星及其衛星所需的關鍵技術。1821
何時升空?發射地點在哪裡?
JAXA 計畫以 H3 火箭 10 號機(H3 Flight 10)搭載 MMX,於 2026 年 10 月 20 日,日本標準時間凌晨 4 時 41 分 03 秒升空。發射地點是日本鹿兒島縣的種子島宇宙中心吉信發射場。2
JAXA 同時預留了 2026 年 10 月 21 日至 11 月 7 日的備用發射期。不過,若改在備用日期升空,發射時刻會按每天的條件另行設定,因此 10 月 20 日公布的時間並不適用於所有備用日。25
MMX 要完成哪些工作?
MMX 集合了軌道探測器、近距離觀測、表面操作與樣本返回等多重任務角色。其科學目標主要包括:
- 釐清火衛一與火衛二的形成原因;
- 研究兩顆衛星的地質、成分、內部結構與表面環境;
- 了解火星衛星與火星及周邊空間環境之間的互動;
- 將火衛一表面物質帶回地球,進行精密實驗室分析。172440
探測器搭載 11 項科學儀器。部分資料會透過遙測取得,而返回地球的樣本則可進一步分析礦物組成、整體化學成分、同位素與放射性定年等資訊,這些研究深度通常不是遠端觀測可以完全取代的。2942
哪些國家與機構參與?
MMX 由 JAXA 主導,並與美國太空總署(NASA)、法國國家太空研究中心(CNES)、德國航空太空中心(DLR)及歐洲太空總署(ESA)合作。合作內容涵蓋科學儀器、深空通訊、地面站支援,以及採樣設備等。183435
任務也搭載由 CNES 與 DLR 共同開發的小型探測車 IDEFIX。它預計在主探測器之前抵達火衛一表面,調查當地風化層與地面物理特性。這些資料一方面可協助評估主探測器著陸及採樣風險,另一方面也能提供科學觀測與儀器校準所需的資料。2937
從升空到返航:任務時間表
目前的任務構想從升空至返回地球約需五年,主要流程如下:
- 2026 年: MMX 搭乘 H3 火箭 10 號機,從種子島升空。
- 約一年後: 探測器抵達火星附近並進入火星系統,目標為日本 2027 財政年度完成抵達相關操作。2124
- 在火星系統停留約三年: MMX 進行遙測、軌道操作與偵察,選定火衛一著陸地點,部署 IDEFIX,並嘗試著陸及採樣。2031
- 完成觀測與採樣後: 探測器離開火星系統,開始返回地球。
- 2031 財政年度: JAXA 目前的規劃目標是讓樣本艙返回地球,帶回火衛一表面物質。2130
以上是任務規劃,不是已經完成的事件;實際日期仍可能因開發進度、發射條件與太空操作而調整。
MMX 如何在火衛一採樣?
MMX 計畫最多在火衛一兩個不同地點進行兩次接觸或著陸操作,並使用彼此獨立的鑽芯採樣系統與氣動採樣系統,收集超過 10 克火衛一風化層。3639
在不同地點採樣,有助於提高樣本的科學代表性,也能提供操作上的備援。火衛一體積小、形狀不規則,重力又非常微弱;探測器一旦接觸表面,鬆散土壤的反作用與飛散情況都可能影響任務。因此,IDEFIX 先行探測表面特性,對主探測器的著陸與採樣規劃尤其重要。29
IDEFIX 探測車扮演什麼角色?
IDEFIX 將由 MMX 主探測器在火衛一上空釋放,並嘗試先行登陸表面。它的任務包括調查風化層、地面形態與其他物理性質,讓地面團隊更了解火衛一表面在低重力環境下的實際狀態。2937
這些資訊不只具有科學價值,也能協助控制人員判斷主探測器要在哪裡、以什麼方式接觸地面,降低著陸和收集樣本時的風險。
火衛一與火衛二會被觀測到什麼程度?
火衛一是 MMX 的主要探測與採樣目標。任務將研究它的地形、成分、重力、內部結構及表面環境,並根據遙測結果挑選兼具科學價值與操作安全性的採樣區域。2426
火衛二同樣會接受觀測,但目前規劃中的著陸與採樣行動都在火衛一進行。MMX 將以遙測、近距離飛越及其他軌道操作研究兩顆衛星,完成火衛一任務後,還會在離開火星系統前進一步觀測火衛二。172431
最大謎團:兩顆火星衛星究竟從何而來?
火衛一與火衛二的起源,主要有兩種解釋。
第一種可能是,它們原本是太陽系中的原始小行星,後來被火星重力捕獲。另一種可能是,遠古火星曾遭受巨大天體撞擊,撞擊後拋出的物質進入火星周圍軌道,最終聚合形成兩顆衛星。4041
如果 MMX 成功帶回火衛一樣本,科學家便能在地球實驗室中比較其礦物、整體化學成分、同位素特徵與放射性年齡,並與已知小行星物質及火星來源物質的預測結果比對。這些分析有望協助區分兩種起源模型,進一步了解火星早期歷史與類地行星的形成過程。4142
關鍵不只在樣本本身。MMX 對兩顆衛星表面、內部與其所處火星環境的觀測,將提供必要的地質背景,幫助研究人員判斷帶回地球的物質究竟代表火衛一哪一段歷史。
樣本何時返回?會降落在哪裡?
JAXA 目前以 2031 財政年度讓 MMX 樣本艙返回地球為目標。現有官方資料確認了返回年份,但尚未確定最終的地球著陸或樣本回收地點。因此,任何更具體的地點說法,在 JAXA 正式公布前都應視為暫定資訊。2130
為什麼這項任務對未來火星探索重要?
MMX 將延伸 JAXA「隼鳥 2 號」任務建立的自主採樣與樣本返回經驗,但目標環境更為複雜。任務將測試多項未來探索火星系統所需的能力,包括:
- 在小型天體附近進行自主導航;
- 在極低重力、形狀不規則的天體上操作;
- 進行表面移動與精準著陸;
- 取得、封存並安全保存樣本;
- 完成深空返回與大氣層再入。2026
JAXA 也將 MMX 視為理解火星衛星環境、評估其未來能否支援火星探索活動的一步。任務眼前最直接的目標是把火衛一物質帶回地球,但累積的科學與工程經驗,可能影響日後的火星系統機器人任務,甚至更長遠的載人探索架構。2026