Подписаться«Макс»

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) запустило зонд MMX, который должен первым в мире приземлиться на спутник Марса Фобос, собрать образцы грунта и доставить их на Землю. Старт состоялся 20 октября 2026 года, а сама миссия займет около пяти лет.

Ракета-носитель H3 стартовала с космодрома Танэгасима в 04:41:03 по местному времени в Японии. Через 71 минуту 13 секунд после старта JAXA подтвердило отделение аппарата от ракеты, и MMX вышел на заданную орбиту.

Что такое Фобос и почему выбрали именно его

Фобос — более крупный из двух естественных спутников Марса (второй — Деймос), его размер составляет 27x22x18 км. Он совершает три оборота вокруг Марса за сутки и находится очень близко к поверхности планеты. Внешне Фобос изрыт кратерами от многочисленных столкновений с метеоритами, по форме он напоминает картошку.

Фобос остается для человечества нетронутым рубежом — до сих пор ни один аппарат не изучал его вблизи так подробно, как собирается MMX. Ученые выбрали Фобос по нескольким причинам. Во-первых, он и Деймос похожи на примитивные астероиды D-типа. Это древние тела, которые, по современным представлениям, хранят материал со времен зарождения Солнечной системы около 4,6 млрд лет назад.

Во-вторых, происхождение Фобоса до сих пор остается загадкой. Наблюдения дают противоречивые данные, поэтому ученые не могут выбрать одну из гипотез. К тому же, Фобос ближе к Марсу, чем Деймос, а значит, на его поверхности вполне могут быть фрагменты самой Красной планеты. Именно поэтому миссия сосредоточится в первую очередь на нем.

Две теории происхождения спутников

Первая теория: Марс «захватил» спутники

Фобос и Деймос могли родиться в другой части Солнечной системы, а затем попасть в гравитационную ловушку Марса. В пользу этой версии может говорить сходство спутников с астероидами D-типа.

Однако у этой теории есть слабое место. Почти круговые экваториальные орбиты спутников плохо с ней сочетаются, ведь астероид, который Марс захватил бы, с гораздо большей вероятностью оказался бы на вытянутой и наклонной орбите, соответствующей направлению и скорости его первоначального движения. А Фобос движется по круговой орбите, которая лежит почти точно в плоскости марсианского экватора.

Вторая теория: спутники возникли из обломков, возникших в результате столкновения с Марсом

Вторая теория больше напоминает историю образования спутника Земли — Луны. Мощное столкновение с Марсом могло выбросить на орбиту вещество, из которого возник диск обломков, а уже из этого диска постепенно собрались два спутника. Такой процесс объясняет круговые экваториальные орбиты.

Каждая теория предсказывает свой химический состав поверхности: захваченные астероиды должны сохранить следы вещества из других областей системы, потенциально богатого летучими элементами, например водородом. Спутники, родившиеся после столкновения, наоборот, должны состоять из смеси марсианского и ударного материала, который сильно нагрелся в момент космической катастрофы.

Цели и задачи миссии

Миссия имеет два больших направления. Первое — планетология, и его главная задача состоит в том, чтобы выяснить происхождение марсианских спутников. Заодно ученые хотят понять, как шло формирование планет в переходной области между внутренней и внешней частями Солнечной системы. Также ученых интересует перенос воды и органических веществ, которые нужны для возникновения и поддержания жизни на планетах земной группы.

Второе направление связано с технологиями для будущих космических исследований. JAXA собирается отработать три группы технологий:

• Первая группа — полеты на Марс и обратно с выходом к его спутникам.
• Вторая — достижение поверхности спутников, долгое пребывание на ней и взятие образцов.
• Третья — связь, которая надежно работает с наземными станциями в дальнем космосе.

Ученые также попробуют ответить на вопрос, почему на Марсе исчезли вода и атмосфера.

Хронология: от запуска до возвращения

Первый шаг, запуск ракеты H3, уже позади. Впереди второй этап — полет к Марсу, на это уйдет около 10 месяцев, зонд выйдет на орбиту планеты в августе 2027 года. После этого двигательный модуль отделится и перейдет на квазиспутниковую орбиту вокруг Фобоса. Такая орбита позволит зонду двигаться как бы в строю со спутником, пока оба тела обращаются вокруг Красной планеты.

С 2027 по 2030 год зонд будет находиться у Фобоса и вести детальные наблюдения. В декабре 2028 году может начаться сбор образцов грунта с поверхности спутника — для этого аппарат совершит две мягкие посадки на спутник, заявила исполняющая обязанности директора отдела планетарных исследований NASA Линдси Хейс.

В 2030 году MMX завершит наблюдения за Фобосом и перейдет на более высокую резонансную орбиту вокруг Марса. Эта траектория будет много раз пересекаться с траекторией Деймоса, поэтому зонд несколько раз пролетит рядом со вторым марсианским спутником. Ученые сравнят данные о двух спутниках и проверят, схожи ли их составы и происхождение.

Ближе к концу 2030 года зонд выйдет из зоны влияния гравитации Марса. После этого начнется восьмимесячный путь к Земле. В 2031 году капсула с образцами отделится и войдет в атмосферу, а затем на парашюте приземлится в окрестностях австралийской деревни Вумера (в отдаленном регионе Аутбэк). Там специалисты извлекут содержимое для лабораторного анализа. Это станет последним этапом миссии.

Конструкция аппарата и научные приборы

Космический аппарат состоит из трех модулей: двигательного, исследовательского и модуля возврата. Высота аппарата составляет 5,3 м, длина 9,0 м, ширина 4,5 м.

Двигательный модуль после отделения от H3 придаст зонду ускорение для полета к Марсу. В исследовательском модуле стоит марсоход IDEFIX размером с микроволновку и большинство научных приборов, а в модуле возврата лежит капсула для образцов.

Всего в аппарате работают тринадцать научных инструментов. Место посадки ученые выберут по данным дистанционного зондирования. Вот главные приборы исследовательского модуля:

• Гамма-спектрометр и нейтронный спектрометр MEGANE делает Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. Дэвид Лоуренс, главный исследователь MEGANE, пояснил, что по-японски «мегане» значит «очки».

• Инфракрасный спектрометр MIRS позволит отыскать и классифицировать минералы и органические соединения — это поможет определиться с версией происхождения Фобоса.
• Камера с узким зумом TENGOO, широкоугольная мультиспектральная камера OROCHI и лазерный высотомер LIDAR позволят построить карту рельефа, геологических особенностей и изменений состава поверхности.
• Масс-спектрометр MSA позволит изменить частицы с электрическим зарядом вокруг Фобоса, а также найти признаки подповерхностного льда и оценить, как солнечный ветер изменил поверхность спутника.

Пробоотборник C-sampler и пневматический P-sampler соберут не менее 10 г реголита, после чего они поместят его в капсулу — еще до того, как MMX снова взлетит на орбиту.

Уже на Земле ученые изучат грунт подробнее и проведут исследования, которые недоступны бортовым приборам. Например, изотопный анализ позволит найти мельчайшие различия в атомном составе элементов, и по ним ученые сравнят образцы с марсианскими породами и астероидным веществом.

MMX стал крупнейшей международной совместной миссией по исследованию Луны и других планет под руководством Японии. NASA предоставило прибор MEGANE и P-sampler, который сделала компания Honeybee Robotics. Кроме того, NASA и Европейское космическое агентство (ESA) обеспечивают связь через сети Deep Space и Estrack.

Таким образом, миссия MMX позволит понять, как образовались марсианские спутники, как эволюционировала планета Марс и как появились вода и органические вещества на планетах земной группы. Также миссия станет катализатором для развития технологий, которые будут полезны человечеству для будущих исследований.