Japans MMX ska landa på Mars måne Phobos och ta hem 10 gram till jorden

Japan är på väg att göra något som ingen rymdorganisation tidigare lyckats med: landa på en av Mars månar, samla upp minst tio gram av dess yta och flyga den handfull damm tillbaka till jorden. Rymdfarkosten heter MMX, förkortning för Martian Moons eXploration, och dess mål är Phobos, en knölig, potatisformad måne omkring 27 kilometer lång som kretsar runt Mars närmare än någon annan känd måne kretsar runt sin planet. Om planen fungerar kommer laboratorier på jorden att hålla det första fysiska provet som någonsin tagits från Mars-systemet.

Det är viktigt eftersom ingen vet var Mars fick sina två månar. Phobos och dess mindre syskon Deimos kan vara asteroider som kom för nära och fångades in, eller så kan de vara grus som slungades ut i omloppsbana när något enormt kraschade in i Mars. Varje svar berättar en annan historia om det tidiga solsystemet, och bara ett prov som analyseras i ett labb kan avgöra det.

Uppdraget leds av Japanska rymdorganisationen JAXA, organisationen bakom Hayabusa-sonderna som förde hem korn från två asteroider. NASA, den franska rymdorganisationen CNES, Tyska rymdcentret DLR och Europeiska rymdorganisationen är partner. JAXA kallar det det största internationella planetuppdrag som Japan någonsin har lett.

”Marsmånen Phobos är fortfarande en outforskad gräns för mänskligheten”, sade MMX-projektledare Kawakatsu Yasuhiro i ett uttalande från JAXA. ”Genom att föra hem prover från Phobos hoppas vi kunna utforska hur Mars månar bildades, hur Mars-sfären utvecklades och hur vattnet och de organiska materialen som finns på de jordiska planeterna uppstod.”

Så planerar MMX att få tag i en bit av en måne

Rymdfarkosten är ungefär nio meter lång och är byggd av tre staplade moduler: en framdrivningsmodul för att bromsa in i omloppsbana runt Mars, en utforskningsmodul som bär landningsben och provtagningsutrustning, och en returmodul som ska föra hem provet. Den bär elva vetenskapsinstrument, varav sju på huvudfarkosten och fyra på en liten rover, enligt ESA.

Phobos är för liten för att gå i omloppsbana på vanligt sätt. Dess gravitation är mindre än en tusendel av jordens, så MMX kommer att flyga vad ingenjörer kallar en kvasi-satellitbana: tekniskt sett kretsar den runt Mars, men den rör sig i takt med Phobos och verkar loopa runt månen. Därifrån kan ett teleskopiskt kamerasystem kallat TENGOO urskilja detaljer på omkring 40 centimeters avstånd, medan en vidvinkelkamera kallad OROCHI, en laserhöjdmätare, en fransk infraröd spektrometer med namnet MIRS och ett gammastrålnings- och neutroninstrument från NASA med namnet MEGANE kartlägger terrängen, mineralerna och de kemiska grundämnena.

Innan huvudfarkosten riskerar en landning kommer den att släppa en spanare. Idefix, en 25 kilo tung rover byggd av CNES och DLR, ska falla från 40 till 100 meter ovanför ytan, räta upp sig och rulla runt i omkring 100 dagar. På Phobos kommer den att väga ungefär lika mycket som 15 gram gör på jorden, grovt räknat några pappersark.

Sedan kommer själva landningen. Utforskningsmodulen stannar på ytan i omkring två och en halv timme och kan landa en andra gång på en annan plats. Dess huvudverktyg är en borrkärna på en robotarm som biter omkring två centimeter ner, tillräckligt djupt för att nå material som solljus och solstrålning inte har kemiskt förändrat. En backuplösning från NASA blåser ytkorn i en behållare med en kvävgasstråle, samma princip som OSIRIS-REx använde vid asteroiden Bennu, även om den strålen i Phobos svaga gravitation medför en liten risk att välta rymdfarkosten.

Varför en måne till Mars, och inte Mars själv

Frågan om var Phobos kom ifrån är egentligen en fråga om hur planeter får sitt vatten. Om Phobos är en infångad asteroid bör den se ut som de mörka, kolrika asteroider som kan ha levererat vatten och organiska molekyler till de unga stenplaneterna. Om den bildades av skräp efter en jätteanslagning bör den till stor del bestå av Mars skorpa.

”Nyckeln till detta mysterium ligger i Mars månar, som påminner starkt om kolrika asteroider, just de himlakroppar som kan bära med sig ingredienserna för en atmosfär och vatten”, sade huvudforskaren Kuramoto Kiyoshi. Phobos ser ut som en infångad asteroid från utsidan, men dess omloppsbana, nästan cirkulär och nära Mars ekvator, är svår att förklara om den bara snappades upp från passerande trafik.

Det finns en bonus. Asteroidnedslag på Mars har kastat ut marsjord i rymden i miljarder år, och Phobos kretsar så nära att den tros fånga upp en del av detta skräp. Ett Phobos-prov kan därför innehålla korn från Mars själv. Med NASA:s och ESA:s Mars Sample Return-program i praktiken inställt efter budgettryck, kan MMX bli det första att leverera marsmaterial till jorden med avsikt snarare än som meteorit.

Ett mål som har besegrat varje besökare hittills

Svårighetsgraden syns i historien. Sovjetunionen förlorade båda sina Phobos-sonder innan någon nådde månen, och Rysslands senare försök att ta hem prover, Phobos-Grunt, lämnade aldrig jordens omloppsbana. Ingen rymdfarkost har någonsin rört Phobos.

Jämfört med vad som kommit förut är 10 gram en stor mängd. JAXA:s Hayabusa återförde bara små korn från asteroiden Itokawa, och Hayabusa2 tog med sig omkring 5,4 gram från asteroiden Ryugu. MMX skulle också bli den första rymdfarkosten att landa på och lyfta från en måne till en annan planet, och den första att återvända till jorden efter en rundresa till Mars-systemet.

Uppdraget bär också med sig några extrafunktioner. Två ultrahögupplösta kameror byggda med den japanska sändaren NHK kommer att filma Mars och dess månar i 8K, och på vägen hem kommer MMX att flyga förbi Deimos, den mindre och ännu mindre utforskade av de två.

Vad MMX inte kan lova

Provreturuppdrag är långa kedjor av saker som måste fungera perfekt, och MMX har flera svaga länkar. Raketen är den första. Japans H3 förlorade en navigationssatellit på en misslyckad flygning innan den återgick i tjänst med en framgångsrik uppskjutning i somras, så en enda uppskjutning bär hela uppdraget.

Landning är den andra. Ingen har mätt hur fast eller lös Phobos yta är, vilket är precis varför Idefix går först. Gasprovtagaren kan välta rymdfarkosten, och ett uppdrag som bara landar en gång kommer att provta bara en plats på en måne vars färg och textur varierar över ytan.

Slutligen, även ett perfekt prov kanske inte avslutar debatten. Korn från Mars som blandats i jorden kan få Phobos att se mer marsiansk ut än den är, och en måne sammansatt av nedslagsskräp kan fortfarande innehålla asteroidmaterial. Forskare förväntar sig att svaret kommer från isotoper och mineraler som analyseras under åratal, inte från en enda rubrik.

Vanliga frågor om MMX och Phobos

När skjuts MMX upp?

MMX är planerad att lyfta med en H3-raket från Tanegashima Space Center i södra Japan klockan 04:41 japansk tid den 20 oktober 2026, vilket är 19:41 UTC och 21:41 CEST den 19 oktober. Uppskjutningsdatum kan skjutas upp på grund av väder eller tekniska kontroller.

Hur lång tid tar det för MMX att nå Mars?

Ungefär ett år. Rymdfarkosten är planerad att gå in i omloppsbana runt Mars i augusti 2027 och påbörja sin kvasi-satellitbana runt Phobos följande månad.

När når Phobos-provet jorden?

Returkapseln är planerad att landa med fallskärm i Australien 2031, varefter den kommer att föras till Japan för analys. Uppdraget är konstruerat för att föra tillbaka minst 10 gram material.

Varför är Phobos viktig?

Phobos kan vara en infångad asteroid eller en fragment av Mars som slungats ut i rymden av en forntida nedslag. Dess sammansättning kan avslöja vilket, och hjälpa till att förklara hur vatten och organiska molekyler nådde jorden och Mars. Den kan också innehålla korn av marsjord.

Har någon landat på Phobos tidigare?

Nej. Två sovjetiska sonder förlorades 1988 och 1989 innan de nådde månen, och Rysslands Phobos-Grunt misslyckades i jordens omloppsbana 2011. MMX skulle bli den första rymdfarkosten att röra dess yta.

Vad som händer härnäst

Om uppskjutningen går som planerat anländer MMX till Mars i augusti 2027 och når sin omloppsbana runt Phobos i september 2027. Idefix är planerad att släppas i början av 2029, huvudfarkosten ska landa 2030 och provkapseln är planerad att landa i Australien 2031. ESA:s Mars Express-orbiter, som bekräftats vara i drift åtminstone till 2029, kan stödja observationerna ovanifrån.

Taggar: astronomi, Mars, JAXA, MMX, Phobos, provhämtning