Япония готовится запустить космический аппарат в первую в мире миссию по доставке на Землю образцов с Фобоса — одного из двух небольших спутников Марса, по форме напоминающих картофелины.
Учёные надеются, что миссия, которая должна занять пять лет, поможет понять, как образовались Фобос и его меньший собрат Деймос, и, возможно, даже прольёт свет на происхождение жизни в Солнечной системе.
Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) запускает аппарат во вторник на новой основной японской ракете H-3. Это происходит в то время, когда США, Китай и другие страны рассматривают возможность отправки астронавтов на Марс.
По словам руководителя проекта MMX Ясухиро Кавакацу, образцы с Фобоса дадут учёным полезные данные для оценки того, можно ли использовать марсианский спутник как базу для будущей пилотируемой экспедиции на планету.
«Несмотря на их потенциальную важность, марсианские спутники никогда не были полностью изучены, — сказал Кавакацу. — Их называют самыми важными непокорёнными вершинами Солнечной системы».
Япония возглавляет международную миссию, в которой участвуют NASA и другие национальные космические агентства, предоставляющие оборудование и поддержку связи.
JAXA хочет изучить, как образовались спутники Марса
С 1960-х годов к Марсу были отправлены десятки миссий, но его спутники по большей части остаются загадкой. Фобос и Деймос носят имена, которые в греческой мифологии означают олицетворения страха и ужаса — сыновей бога войны Ареса, римским аналогом которого является Марс.
Несколько российских попыток посадки на Фобос, включая попытку 2011 года, закончились неудачей.
Один из ключевых вопросов — как они образовались и из чего состоят. Некоторые учёные полагают, что эти два неправильной формы тела, покрытые кратерами, могут быть остатками обломков, возникших после столкновения Марса с крупным небесным объектом. Другие считают, что спутники могут быть астероидами, прилетевшими из других областей Солнечной системы.
В JAXA считают, что образцы с Фобоса дадут ответы.
«Проанализировав образцы грунта (Фобоса), мы почти наверняка сможем прийти к выводу», — сказал главный научный сотрудник проекта MMX Киёси Курамото.
Учёные решили собирать образцы именно с Фобоса главным образом потому, что он расположен ближе к Марсу, чем Деймос, и поэтому может хранить больше информации о планете. По оценкам специалистов JAXA, вещество с Марса, как ожидается, составит около 0,1% материала, собранного на Фобосе.
Фобос диаметром примерно 20–30 километров (10–20 миль) обращается вокруг Марса на расстоянии около 6000 километров (3700 миль), совершая три оборота в сутки.
По словам Курамото, образцы с Фобоса могут также прояснить происхождение Деймоса, поскольку считается, что у двух спутников схожие корни. Миссия также предусматривает пролёт мимо Деймоса и сбор наблюдений.
MMX проведёт три года, изучая Фобос
Путь к Красной планете будет долгим: в момент наибольшего сближения до неё 55 миллионов километров (34 миллиона миль). Реальное расстояние полёта составит 500–600 миллионов километров (310–370 миль), сказал Кавакацу.
После запуска на ракете H3 аппарат прибудет в окрестности Марса примерно в августе 2027 года. Затем в течение трёх лет он будет летать вблизи Фобоса и вокруг него, собирая данные и образцы с поверхности спутника, а в 2031 году отправится домой.
MMX состоит из трёх модулей — двигательного, исследовательского и возвращаемого — и весит около 5 тонн (4,5 метрической тонны). На Землю вернётся только третий модуль, а образцы будут храниться в капсуле.
На борту аппарата будет 13 приборов, среди них — ровер, совместно разработанный Францией и Германией, который сядет на спутник, а также пробоотборное устройство NASA и прибор для измерения гамма-излучения, и устройство для связи в дальнем космосе Европейского космического агентства. Японский дозиметр будет собирать данные, которые помогут в будущих пилотируемых исследованиях Марса.
Миссия соберёт образцы грунта с Фобоса
Первым на Фобос сядет франко-германский ровер Idefix. В ходе 100-дневной миссии примерно в 2029 году он исследует поверхность спутника, чтобы помочь последующему забору грунта японским аппаратом.
После посадки MMX через некоторое время учёные JAXA рассчитывают собрать не менее 10 граммов (0,35 унции) грунта спутника за две попытки забора, используя американский и японский методы.
Устройство NASA использует сжатый газ, чтобы поднять поверхностную пыль в контейнер, а японский метод с отбором керна позволит взять образцы с глубины около 2 сантиметров (менее 1 дюйма).
В первой попытке MMX соберёт поверхностные и подповерхностные образцы с помощью обоих устройств, а при второй посадке возьмёт дополнительные подповерхностные образцы.
Учёные говорят, что сбор образцов в нескольких местах повышает шансы обнаружить возможные следы древней микробной жизни, попавшие с Марса.
Образцы будут храниться в капсуле с теплозащитой, рассчитанной на то, чтобы выдержать вход в атмосферу Земли. Ожидается, что она приземлится в Австралии, а затем будет отправлена в Японию.
Две японские миссии «Хаябуса» уже доставляли образцы с астероидов: первая — в 2010 году, вторая — в 2020-м.
Крайне слабая гравитация спутника — сложная задача
Аппарат должен выбрать для посадки относительно гладкий и ровный участок на основе топографических данных, полученных от ровера, а затем собрать образцы в течение двух часов.
Посадка на изрытый кратерами спутник, гравитация которого составляет всего одну двухтысячную земной, — непростая задача.
Чтобы свести к минимуму подскоки при касании поверхности, исследовательский модуль MMX оснащён четырёхопорным посадочным шасси с амортизацией.
У ровера колёса, способные сцепляться с поверхностью при слабой гравитации. Если он опрокинется, то сможет вернуться в рабочее положение, а двигаться будет «со скоростью улитки», сообщили в JAXA.