Japonia pregătește recuperarea primelor probe de pe Phobos, luna lui Marte. Capsula este așteptată în 2031

Japonia are programată pentru luni, 19 octombrie 2026, lansarea sondei MMX către lunile lui Marte. Misiunea va încerca să recupereze primele mostre de pe Phobos și să le transporte pe Pământ în 2031, pentru analize care ar putea explica originea celor doi sateliți naturali ai planetei.

Racheta H3 urmează să decoleze de la centrul spațial Tanegashima la 19:41 GMT, potrivit Space. În Japonia va fi deja marți, 20 octombrie, ora 04:41. Dacă își îndeplinește obiectivele, MMX ar deveni prima sondă care revine pe Pământ de pe orbita marțiană, transportând material din sistemul planetei.

Explorarea lunilor marțiene (MMX) este coordonată de Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială (JAXA). Japonia a recuperat anterior material de pe asteroizi prin misiunile Hayabusa, în 2010 și 2020.

Călătoria până la Marte va dura aproximativ zece luni

Sosirea pe orbita lui Marte este prevăzută pentru august 2027. Sonda va renunța atunci la modulul de propulsie și va adopta o traiectorie care îi permite să însoțească Phobos în deplasarea sa în jurul planetei. Această configurație, numită orbită de cvasisatelit, permite observarea repetată a aceleiași luni de la distanțe diferite.

Primele luni vor fi dedicate cartografierii reliefului, studierii materialelor de la suprafață și identificării zonelor potrivite pentru aterizare. Observațiile orbitale vor preceda coborârea roverului și încercările de prelevare.

Potrivit Associated Press, preluat de G4Media.ro, MMX cântărește aproximativ cinci tone și transportă 13 instrumente. Yasuhiro Kawakatsu, coordonatorul proiectului, estimează că sonda va parcurge 500-600 de milioane de kilometri. Spre comparație, distanța dintre Pământ și Marte la apropierea maximă este de aproximativ 55 de milioane de kilometri.

Trei module împart sarcinile de zbor și recuperare

Mitsubishi Electric a construit cele trei componente principale ale sondei, fiecare cu un rol distinct:

• Modulul de propulsie va asigura impulsul necesar călătoriei spre Marte după separarea de racheta H3.
• Modulul de explorare transportă majoritatea instrumentelor științifice și roverul IDEFIX.
• Modulul de întoarcere găzduiește capsula pentru mostre și va asigura plecarea către Pământ.

IDEFIX, de dimensiunea unui cuptor cu microunde, a fost dezvoltat de Centrul Național de Studii Spațiale din Franța (CNES) împreună cu Centrul German pentru Aeronautică și Spațiu (DLR). Numele său provine de la câinele din benzile desenate franceze Asterix, apărute în anii 1960. Alegerea trimite și la Astérix, primul satelit francez, lansat în 1965.

Roverul are camere, un spectrometru Raman pentru analiza mineralelor, numit RAX, și un radiometru miniaturizat, miniRAD, care va studia proprietățile termice ale suprafeței. Măsurătorile de la sol vor completa observațiile făcute de sondă din orbită.

Gravitația redusă schimbă modul de aterizare

IDEFIX ar urma să fie eliberat la sfârșitul lui 2028 sau la începutul lui 2029, în timpul primei dintre cele două repetiții de aterizare. Separarea este prevăzută la aproximativ 40 de metri deasupra suprafeței lui Phobos, un corp cu o lățime de aproximativ 22 de kilometri.

Pe Phobos, gravitația este de aproximativ 2.000 de ori mai slabă decât pe Pământ. De aceea, roverul va fi lăsat să cadă fără propulsie: după atingerea solului și eventualele ricoșări, trebuie să se îndrepte și să pornească în explorare. Roțile sale sunt adaptate acestei gravitații, vehiculul înaintează foarte încet și se poate ridica singur dacă ajunge răsturnat.

Explorarea sa este prevăzută să dureze aproximativ 100 de zile. Datele despre teren vor sprijini alegerea unei zone relativ netede și plane pentru coborârea sondei.

MMX are patru picioare de aterizare cu mecanisme de amortizare, menite să reducă riscul ricoșării la contact. Operațiunea de colectare trebuie încheiată în cel mult două ore după aterizare.

Două coborâri vor permite prelevarea din locuri diferite

Colectarea ar putea începe încă din decembrie 2028, a explicat Lindsay Hays, director interimar al Diviziei de Științe Planetare a NASA, la prezentarea misiunii din 15 octombrie. Sonda va încerca două aterizări, cu obiectivul de a strânge cel puțin 10 grame de material.

La coborâre, modulele de explorare și de întoarcere vor rămâne unite. După prima prelevare, vehiculul va reveni pe traiectoria din apropierea lui Phobos, înainte de a încerca o nouă aterizare în alt loc.

Pentru colectare sunt pregătite două dispozitive care lucrează diferit. P-sampler, sistemul pneumatic realizat de Honeybee Robotics și pus la dispoziție de NASA, folosește gaz sub presiune ca să desprindă praful și să îl trimită într-un recipient. C-sampler, dispozitivul japonez, scoate material de la aproximativ doi centimetri adâncime.

La prima aterizare sunt prevăzute prelevări atât de la suprafață, cât și din stratul aflat dedesubt, cu ambele dispozitive. A doua coborâre urmărește obținerea unor mostre suplimentare din subsol. Materialul va fi depozitat în capsula de întoarcere.

Compoziția probelor poate deosebi două istorii ale lunilor marțiene

Phobos și Deimos sunt mici și au forme neregulate. Felul în care reflectă lumina prezintă asemănări cu asteroizii primitivi de tip D, despre care se consideră că păstrează material din perioada formării Sistemului Solar, acum aproximativ 4,6 miliarde de ani. Aceste caracteristici susțin posibilitatea ca lunile să se fi format în altă parte și să fi fost capturate ulterior de gravitația lui Marte.

Orbitele lor aproape circulare, aliniate cu ecuatorul planetei, susțin însă o altă explicație. Un asteroid capturat ar avea mai probabil o orbită alungită și înclinată, legată de direcția și viteza apropierii sale inițiale.

Ipoteza alternativă presupune o coliziune uriașă cu Marte. Materialul proiectat în jurul planetei ar fi format un disc de resturi din care s-ar fi adunat cele două luni, printr-un proces asemănător celui propus pentru formarea Lunii terestre. Cercetătorii iau în calcul și scenarii care combină capturarea cu un impact.

„În ciuda importanței lor potențiale, lunile marțiene nu au fost niciodată investigate pe deplin. Sunt considerate cei mai importanți munți necuceriți din sistemul solar”, a declarat Yasuhiro Kawakatsu, coordonatorul proiectului MMX, citat de Associated Press și preluat de Mediafax.

Despre posibilitatea de a deosebi aceste explicații, „Aproape sigur vom putea ajunge la o concluzie analizând mostrele de sol de pe Phobos”, a afirmat Kiyoshi Kuramoto, cercetător principal al proiectului MMX, în declarația relatată de Associated Press.

Cele două scenarii prezic compoziții diferite. Asteroizii capturați ar putea păstra mai multe elemente volatile, precum hidrogenul, care se pierd mai ușor prin încălzire. Formarea după o coliziune ar presupune un amestec de material marțian și material al corpului care a lovit planeta, modificat de temperaturile ridicate ale impactului.

Instrumentele vor lega relieful de compoziția chimică

Sonda va combina fotografierea, măsurătorile de temperatură și analiza radiațiilor pentru a construi o imagine a lui Phobos înainte de examinarea mostrelor în laborator:

• Camera telescopică pentru geomorfologie TENGOO și camera multispectrală cu unghi larg OROCHI vor identifica forme de relief și variații ale materialelor. Altimetrul laser LIDAR va contribui la măsurarea topografiei.
• Spectrometrul francez în infraroșu MIRS va identifica și clasifica mineralele de la suprafață și va căuta compuși organici.
• Instrumentul pentru explorarea lunilor marțiene cu raze gamma și neutroni MEGANE va măsura elementele chimice din material, până la zeci de centimetri sub suprafață.
• Analizorul de spectre de masă MSA va măsura particulele încărcate electric din apropierea lui Phobos, va căuta indicii despre gheață în subsol și va studia modificările produse de vântul solar. Va examina și particule care scapă din atmosfera lui Marte.
• Monitorul de praf circum-marțian CMDM va măsura particulele din jurul planetei, inclusiv material care ar putea fi aruncat de pe luni în urma impacturilor. Acesta se află pe modulul de întoarcere, alături de monitorul mediului de radiații interplanetare IREM.

MEGANE este un spectrometru pentru raze gamma și neutroni furnizat de NASA. David Lawrence, cercetătorul principal al instrumentului, a explicat la prezentarea din 15 octombrie că există informații despre mineralogia lui Phobos, dar nu și despre compoziția sa în elemente chimice. Măsurarea acestor elemente este esențială pentru investigarea originii satelitului. Numele instrumentului înseamnă ochelari în japoneză, o trimitere la observarea lui Phobos prin raze gamma și neutroni.

Concentrații mai mari de hidrogen, clor, sodiu și potasiu ar favoriza explicația capturării unor asteroizi. Cantități mai mici ar putea indica pierderile provocate de căldura unei coliziuni.

Comparația dintre aceste măsurători și probele recuperate ar putea ajuta la separarea efectelor unei formări prin impact de modificările acumulate ulterior, în miliarde de ani de expunere la mediul spațial.

Laboratoarele vor putea căuta și material provenit de pe Marte

Analizele terestre vor permite măsurători mai precise decât instrumentele de la bord. Printre ele se numără analizele izotopice, care măsoară diferențe subtile între atomii aceluiași element. Compararea acestor semnături cu cele din roci marțiene și din asteroizi poate ajuta la identificarea originii materialului.

Cercetătorii JAXA consideră posibil ca pe Phobos să existe și roci proiectate de pe Marte în urma unor impacturi vechi. Estimarea lor este că aproximativ 0,1% din materialul colectat ar putea proveni de pe planetă. Acesta ar putea păstra informații despre trecutul său geologic.

Pentru recoltarea probelor, cercetătorii au ales Phobos: orbitează mai aproape de Marte decât Deimos și ar putea conserva o cantitate mai mare de material ajuns de pe planetă. În opinia lor, probele luate din mai multe locuri ar putea mări șansele de a găsi eventuale urme ale vieții microbiene din trecutul lui Marte.

Yasuhiro Kawakatsu, managerul proiectului MMX, a explicat, potrivit G4Media.ro, că probele de pe Phobos vor furniza cercetătorilor date pentru a evalua dacă una dintre lunile marțiene ar putea fi folosită ca bază într-o viitoare misiune cu echipaj către Marte.

Statler a explicat că stabilirea originii lunilor poate aduce informații despre evenimentele care au modelat atât Marte, cât și Pământul în urmă cu miliarde de ani. El consideră că materialul păstrat va putea servi și unor cercetări viitoare, dedicate unor întrebări care încă nu au fost formulate.

Deimos va fi observat înaintea plecării spre Pământ

După aproximativ trei ani dedicați lui Phobos, MMX va trece în 2030 pe o orbită mai înaltă în jurul lui Marte. Traiectoria va permite întâlniri repetate cu Deimos, pentru observații comparative. Asemănările sau diferențele de compoziție ar putea arăta dacă cele două luni au o origine comună.

Plecarea către Pământ este prevăzută pentru noiembrie 2030. Modulul de explorare va fi separat, iar cel de întoarcere își va porni motorul pentru a părăsi influența gravitațională a lui Marte. Drumul de revenire va dura aproximativ opt luni.

NASA va primi cel puțin 15% din materialul recuperat

Partenerii internaționali contribuie cu echipamente și comunicații. NASA și Agenția Spațială Europeană (ESA) asigură sprijin prin rețelele de comunicații pentru spațiul îndepărtat Deep Space și Estrack. ESA furnizează și un dispozitiv de comunicații pentru sondă.

Contribuția NASA, care include MEGANE și P-sampler, este de aproximativ 87 de milioane de dolari până la încheierea misiunii. Agenția finanțează cercetătorii americani din echipă, care vor participa la examinarea probelor împreună cu specialiștii săi în materiale extraterestre.

Hays a explicat că această colaborare permite participarea științifică la un cost total mai mic decât finanțarea întregii misiuni. Partea de material rezervată NASA va fi păstrată pentru analiză și conservare pe termen lung la Johnson Space Center din Houston.

În apropierea Pământului, capsula se va desprinde de modulul de întoarcere. Dacă etapele anterioare se desfășoară conform planului, protecția termică îi va permite reintrarea în atmosferă, iar o parașută va asigura aterizarea în regiunea Woomera din Australia, în 2031. Probele vor fi recuperate și trimise în Japonia pentru examinare împreună cu partenerii misiunii.