Запуск миссии JAXA за образцами с Фобоса — а заодно и с Марса

20 октября 2026 года, воспользовавшись очередным благоприятным сближением с Марсом, японское аэрокосмическое агентство без лишнего шума отправило в космос аппарат, которому предстоит собрать образцы грунта на Фобосе (а возможно, и немного марсианского вещества) и к 2031 году доставить их на Землю.

Миссия называется MMX (аббревиатура, от которой у ветеранов эпохи Pentium 166 непременно защемит ностальгией), что означает Martian Moons eXploration. Запуск выполнен с космодрома Танэгасима ракетой-носителем H3 №10.

Вокруг Марса обращаются два естественных спутника — Фобос и Деймос.

Размеры Фобоса — 27 × 22 × 18 км. Он движется вокруг Марса на среднем удалении порядка 9378 км от центра планеты и делает полный виток за 7 часов 39 минут.

Деймос заметно меньше — примерно 15 × 12 × 10 км. От центра Марса его отделяет около 23 460 км, а виток он совершает приблизительно за 30 часов.

Оба спутника находятся в приливном захвате и постоянно повёрнуты к Марсу одной и той же стороной.

Средняя плотность Фобоса — около 1,87 г/см³, Деймоса — порядка 1,47 г/см³. Для сопоставления: у Земли этот показатель составляет примерно 5,51 г/см³, а у большинства углеродистых астероидов — около 1,2–1,5 г/см³. Столь низкие значения объясняются не только составом вещества, но и высокой пористостью: внутри этих тел содержится немало пустот.

У японцев богатый и успешный опыт забора грунта с астероидов. В 2010 году поистине героическая экспедиция Hayabusa (название которой знакомо каждому, кто интересуется историей войны на Тихом океане) доставила на Землю частицы астероида Итокава, а в 2020 году Hayabusa-2 привезла образцы с астероида Рюгу. Однако Фобос — это спутник крупной планеты, и аппарату придётся действовать в непростой гравитационной среде марсианской системы, где нужно учитывать притяжение сразу нескольких тел.

Ускорение свободного падения на Фобосе составляет примерно 0,0057 м/с², то есть около 0,058% от земного. Скорость убегания — та, что необходима для отрыва от поверхности и выхода из поля тяготения Фобоса без учёта влияния Марса и прочих возмущений, — лежит в диапазоне от 4 до 10 м/с. Поскольку спутник имеет неправильную форму, значение зависит от точки старта и направления. Слабая гравитация предъявляет особые требования к точности манёвров: по своей динамике посадка здесь отчасти напоминает стыковку. При этом аппарат должен обладать достаточным запасом энергии, чтобы покинуть сферу притяжения Марса. Садиться на тела подобного размера ещё не доводилось: на Рюгу гравитация заметно слабее, на Луне — заметно сильнее.

Из двух спутников для отбора образцов выбрали Фобос по трём причинам. Во-первых, его топография изучена лучше, и подобрать район посадки проще. Во-вторых, спектроскопия Фобоса рисует более любопытную картину, а значит, он способен дать более разнообразные научные данные. В-третьих, на Фобосе может оказаться больше марсианского вещества, чем на более далёком Деймосе.

Вместе с перелётным модулем масса аппарата достигает 4,48 тонны.

Мощность его энергосистемы — 2 кВт.

В состав комплекса входят небольшой колёсный ровер, посадочный модуль, возвращаемый модуль и перелётный модуль.

Перелётный модуль переправляет весь комплекс с околоземной орбиты в окрестности Марса.

Исследовательский модуль отвечает за наблюдения, работу вблизи Фобоса и забор образцов.

Возвращаемый модуль поддерживает связь с Землёй и доставит на нашу планету капсулу с образцами.

До начала основной операции по отбору проб на поверхность Фобоса планируется опустить небольшой колёсный ровер IDEFIX.

Его габариты — примерно 23 × 38 × 42 см, масса — около 25 кг.

Ровер должен приземлиться в заданный круг диаметром 100 метров, определить, насколько рыхлым и неоднородным слоем реголита покрыт Фобос, выяснить, какие особенности грунта необходимо учесть при посадке основного модуля, а затем испытать способы передвижения по поверхности со сверхслабой гравитацией.

С научной точки зрения задача ровера — исследование свойств реголита. IDEFIX оснащён солнечными батареями, навигационными камерами, камерами для наблюдения за тем, как колёса взаимодействуют с грунтом, радиометром и рамановским спектрометром, позволяющим определять состав поверхностного вещества. Аппарат рассчитан на 100 дней работы на спутнике, а его рабочая скорость на Фобосе — 1 мм/с.

Ровер создан совместными усилиями французского космического агентства CNES и Германского аэрокосмического центра DLR.

Изучение Фобоса и Деймоса призвано помочь проверить одну из гипотез о происхождении марсианских спутников.

Остаётся вопрос: образовались ли эти тела в результате столкновения Марса с другим крупным объектом, или же их захватило марсианское притяжение. Не исключено и сочетание причин: например, Деймос мог быть захвачен, а Фобос — сформироваться из марсианского вещества.

Есть и другая цель. В далёком прошлом Марс неоднократно переживал мощные столкновения, поэтому за всё время пребывания на орбите Фобос и Деймос наверняка успели принять на себя часть марсианского вещества — вполне вероятно, относящегося даже к эпохе, когда на планете существовал океан.

Таким образом, доставка грунта с Фобоса может обернуться и первой в истории целенаправленной доставкой на Землю частиц Марса. Поиск возможных биосигнатур в этих образцах заявлен в числе задач экспедиции.

Чтобы выводы получились более надёжными и не отражали свойства лишь одного локального участка, решено брать грунт в разных местах и с разной глубины.

На посадочном модуле установлены два принципиально разных пробоотборника. Пневматический P-SMP с помощью импульса азота поднимает поверхностный материал и направляет его в контейнер; он рассчитан на сбор рыхлой смеси пыли, зёрен и мелких обломков пород. Второй, C-SMP, представляет собой бур-кернер и предназначен для извлечения вещества с небольшой глубины — порядка 2 см. Если всё пройдёт гладко, после забора пробы в одной точке аппарат поднимется, переместится на новое место и возьмёт грунт там. Минимальный объём добытого вещества оценивается в 10 граммов.

Во время посадки задержка сигнала составит около 44 минут (туда и обратно), поэтому аппарат сядет автономно, опираясь на лидар и анализ изображений с камер. Предполагается, что в реальном времени он определит пригодный участок площадью 20 м² (вытянутый прямоугольник). Заявленная точность посадки относительно выбранной точки — 10 м. Это очень высокий результат: в более ранних проектах точность выведения в район посадки исчислялась километрами. Поверхность Фобоса усеяна валунами и кратерами, так что найти ровную площадку будет, вероятно, нелегко. Схема посадки такова: на высотах от 2 км до 300 м работает навигация по кратерам; на 300 м включается поиск подходящей площадки по заданным шаблонам и выявление неровностей, а при обнаружении уступов выше 30 см аппарат может сменить цель или вовсе отказаться от посадки. На высоте 10 метров двигатели выключаются, чтобы выхлоп не загрязнил грунт в районе посадки, и аппарат опускается на поверхность в свободном падении.

Любопытно, что и аппарат, и ровер получают энергию от солнечных батарей, хотя в районе орбиты Марса в период 2028–2031 годов их эффективность составит лишь 43% от возможной на орбите Земли. Бортовые системы автоматически удерживают оптимальную ориентацию панелей на Солнце.

Связь и передача данных осуществляются по радиоканалу. На этапе проектирования платформы лазерная связь была экспериментальной технологией, и, строго говоря, для дальней космической связи она остаётся такой и сегодня.

Предшественник, Hayabusa-2, использовал комбинированную силовую установку: четыре маршевых ионных двигателя на ксеноне суммарной тягой 28 мН (одновременно могли работать три) и 12 маневровых гидразиновых двиг

 

Источник