Япония отправит аппарат массой около 4,2 тонны за 10 граммами грунта со спутника Марса: смогут ли они раскрыть загадку Фобоса?

Ради всего 10 граммов грунта Япония отправит к спутнику Марса космический аппарат массой около 4,2 тонны. Путешествие займёт пять лет, а его результат может помочь учёным разгадать одну из загадок Солнечной системы: откуда взялся Фобос — был захваченным астероидом или образовался после гигантского столкновения с Марсом.

Старт японской миссии Martian Moons eXploration (MMX) назначен на понедельник, 19 октября, в 22:41 по киевскому времени. Если экспедиция завершится успешно, человечество впервые получит образцы грунта из системы Марса, специально собранные космическим аппаратом. Но для этого ему предстоит совершить две посадки на Фобос, где гравитация настолько слаба, что 25-килограммовый марсоход будет весить как 15-граммовый предмет на Земле.

Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA 18 октября подтвердило время запуска. Ракета H3 должна стартовать с космодрома Танэгасима 20 октября в 04:41 по японскому времени. Окно резервных дат предусмотрено с 21 октября по 9 ноября.

Как 10 граммов могут раскрыть загадку возрастом миллиарды лет

У Марса есть два небольших спутника — Фобос и Деймос. Несмотря на десятилетия исследований Красной планеты, учёные до сих пор не пришли к единому выводу об их происхождении.

Согласно одной гипотезе, оба спутника когда-то были астероидами, которые гравитация Марса захватила миллиарды лет назад. По другой версии, они образовались из обломков, выброшенных в космос после столкновения молодой планеты с крупным небесным телом.

Чтобы различить эти сценарии, исследователям необходимо установить точный химический и минералогический состав вещества Фобоса.

Именно здесь небольшое количество грунта может оказаться ценнее многих дистанционных наблюдений. В земных лабораториях специалисты смогут исследовать отдельные частицы с помощью высокоточных приборов, которые слишком велики, сложны или чувствительны для отправки в космос.

Анализ минералов, химических элементов и изотопного состава поможет проверить, насколько вещество Фобоса похоже на марсианские породы или материал астероидов.

По словам учёных Европейского космического агентства ESA, даже крошечные образцы способны содержать информацию, которую невозможно получить с помощью приборов на борту космического аппарата.

Однако успешная доставка грунта не гарантирует окончательного разрешения спора: результаты придётся сопоставить с существующими моделями формирования спутников.

На Фобосе могут находиться частицы древнего Марса

Есть и ещё одна причина, по которой исследователей интересует именно этот спутник.

За миллиарды лет Марс неоднократно подвергался ударам астероидов. Некоторые столкновения были настолько мощными, что выбрасывали частицы марсианских пород далеко за пределы атмосферы планеты.

Часть этого вещества могла осесть на Фобосе. Поэтому в собранном грунте теоретически могут оказаться частицы, сохранившие сведения о древней поверхности Марса.

Такие находки позволили бы дополнить знания об истории воды, геологических процессах и условиях, существовавших на Красной планете миллиарды лет назад.

Речь при этом не идёт о прямом поиске живых организмов. Главная научная задача MMX — исследовать происхождение спутников и эволюцию марсианской системы.

Самая сложная часть миссии — посадка на крошечный спутник

В отличие от Луны или Марса, Фобос обладает чрезвычайно слабой гравитацией. Это создаёт необычные технические проблемы: даже сравнительно небольшое усилие способно оторвать аппарат от поверхности.

Перед посадкой основного зонда MMX доставит на Фобос небольшой марсоход Idefix, разработанный французским космическим агентством CNES и Германским аэрокосмическим центром DLR.

Его масса составляет 25 килограммов, но сила тяжести на Фобосе будет действовать на него примерно так же, как на 15-граммовый предмет на Земле.

Марсоход изучит свойства поверхности и поможет специалистам подготовить последующие посадки основного аппарата.

По плану JAXA, MMX должен дважды совершить мягкую посадку для сбора образцов. Продолжительность пребывания на поверхности составит примерно два-три часа.

Для получения грунта предусмотрены два разных устройства. Первое сможет извлекать материал с глубины около двух сантиметров. Второе использует струю сжатого газа, чтобы поднять поверхностные частицы и направить их в специальный контейнер.

Такой подход увеличивает шансы собрать необходимое количество материала на практически неизученной поверхности.

Пять лет полёта ради возвращения на Землю

После запуска MMX предстоит почти год межпланетного путешествия. Согласно расписанию ESA, аппарат должен выйти на орбиту Марса в августе 2027 года, а в сентябре начать исследования Фобоса с близкого расстояния.

В начале 2029 года планируется доставить на спутник марсоход Idefix. Основные операции по сбору грунта запланированы на 2030 год.

После этого возвращаемый модуль отправится к Земле, попутно проведя наблюдения второго спутника Марса — Деймоса.

В 2031 году капсула с образцами должна войти в земную атмосферу и приземлиться на территории Австралии. Затем её доставят в специализированную лабораторию JAXA в Японии, где собранный материал изучат и подготовят для международных исследовательских групп.

Япония уже имеет опыт подобных экспедиций: аппараты Hayabusa и Hayabusa2 успешно доставляли на Землю образцы астероидов. Однако полёт к системе Марса и обратно станет значительно более сложной задачей.

Успех MMX позволит не только получить уникальный материал для исследований, но и испытать технологии, необходимые для будущих экспедиций с возвращением образцов с других небесных тел.

И хотя главной целью пятилетнего путешествия станут всего несколько граммов грунта, учёные рассчитывают изучать их на протяжении десятилетий — в том числе с помощью лабораторных технологий, которых сегодня ещё не существует.

По материалам: JAXA — подтверждение даты и времени запуска, JAXA — научная программа MMX, ESA — технические характеристики миссии, ESA — программа и сроки экспедиции, NASA — научные задачи MMX