В понедельник 19 октября в 22:41 мск с космодрома Танэгасима должен состояться пуск ракеты H-3, которая доставит в космос автоматическую межпланетную станцию MMX (Martian Moons eXploration, Исследование спутников Марса). В ходе миссии, которая займет около пяти лет, ей предстоит исследовать спутники Марса Фобос и Деймос, собрать образцы грунта с Фобоса и доставить их на Землю. Разработкой миссии MMX руководит Японское космическое агентство (JAXA), однако в проекте также участвуют НАСА, космические агентства Франции и Германии (CNES и DLR) и ЕКА.

Фобос – более крупный из двух естественных спутников Марса. Он имеет неправильную и сильно изрытую кратерами форму, а его размеры составляют всего 27 x 22 x 18 км. Орбита Фобоса проходит в 6 тысячах км над поверхностью Марса (для сравнения, Луна находится в 385 тысячах км от Земли километров. Второй спутник, Деймос, значительно меньше и расположен на более удаленной орбите.

Космический аппарат MMX имеет стартовую массу около 4,5 т. Он состоит из трех основных модулей: двигательного, научного и возвращаемого. В состав научного модуля входит комплекс камер и приборов для исследования рельефа, минералов и химического состава поверхности. Камера TENGOO предназначена для детальной съемки Фобоса и изучения его геологических структур. Широкоугольная камера OROCHI будет делать снимки в нескольких диапазонах видимого спектра. Лазерный высотомер LIDAR предназначен для построения топографической карты спутника. Помимо решения научных задач, она потребуется для выбора безопасного места посадки.

На борту также находится французский инфракрасный спектрометр MIRS, предназначенный для определения химического и минералогического состава пород. Прибор MEGANE, предоставленный НАСА, будет изменять потоки гамма-излучения и нейтронов, возникающих при взаимодействии космических частиц с поверхностью. По этим данным ученые смогут оценить содержание различных химических элементов в грунте. Монитор межпланетной пыли CMDM будет изучать пылевую среду в окрестностях спутников, а масс-спектрометр MSA – исследовать ионосферу Марса. Наконец, MMX оборудован системой съемки сверхвысокого разрешения Super Hi-Vision с камерами 4K и 8K.

Также на борту аппарата находится небольшой «фобосоход» Idefix, созданный совместно CNES и DLR. Его масса составляет менее 30 кг. Помимо навигационных и обзорных камер на Idefix присутствуют рамановский спектрометр и радиометр для исследования минерального состава поверхности и измерения свойств грунта. Разработчики рассчитывают определить, насколько вообще возможно передвигаться по космическому телу с такой слабой гравитацией при помощи колесной платформы.

Главная задача MMX – собрать не менее 10 граммов грунта с Фобоса и доставить его на Землю. MMX должен будет выполнить одну или две посадки для сбора вещества с разных участков на поверхности спутника. Его конструкция предусматривает два способа отбора проб. Японское устройство C-SMP предназначено для получения образца с глубины не менее 2 см. Предполагается, что этого достаточно для минимальной защиты от части космического излучения. Второе устройство под названием P-SMP использует струю сжатого газа, которая должна поднять с поверхности пыль и мелкие камни, часть которых будет уловлена контейнером. Такой способ позволяет быстро собрать материал, но из-за слабой гравитации Фобоса требует особой осторожности.

Сбор образцов станет наиболее сложным этапом всей миссии. Ускорение свободного падения на Фобосе в 2 тысячи раз меньше, чем на Земле, поэтому обычная посадка на спутник невозможна, а отскок от поверхности может сорвать выполнение всей программы. Поэтому аппарат оборудован четырьмя опорами со специальными амортизаторами. Перед посадкой специалисты изучат рельеф по данным камер и лазерного высотомера и учтут результаты работы Idefix. На сбор образцов будет отведено около двух с половиной часов.

Происхождение спутников Марса остается неясным для ученых. Согласно одной гипотезе, Фобос и Деймос – астероиды, захваченные гравитацией Марса. В пользу этого сценария говорят их неправильная форма и некоторые свойства поверхности. Согласно альтернативной версии, спутники сформировались из обломков, выброшенных на орбиту в результате столкновения Марса с другим телом. Образцы грунта с Фобоса, доставленные на Землю, помогут внести ясность в этот вопрос.

Если Фобос и Деймос являются захваченными астероидами, их минеральный и изотопный состав должны указать на родство с определенными группами малых тел Солнечной системы. Кроме того, на Фобосе могло накопиться вещество, выброшенное с поверхности самого Марса при ударах астероидов. Расчеты указывают, что около 0,1% вещества, которое соберет MMX, может в действительности представлять собой марсианский грунт, а значит, его можно использовать для изучения древней коры самого Марса.

Прибытие MMX к Марсу ожидается в августе 2027 года. После захвата марсианской гравитацией аппарат выполнит ряд маневров, чтобы выйти на квазиспутниковую траекторию возле Фобоса.

В течение нескольких лет MMX будет изучать Фобос с различного расстояния. За это время будут составлены детальные карты поверхности и выбраны районы для отбора грунта. В начале 2029 года аппарат должен сбросит на Фобос Idefix с высоты примерно 40-100 м. Спустя приблизительно 100 дней, после набора достаточного объема наблюдений за тем, как «фобосоход» перемещается по поверхности спутника, основной модуль выполнит посадку для сбора образцов.

Перед возвращением на Землю в 2030 году MMX также проведет несколько исследовательских пролетов возле Деймоса. В 2031 году возвращаемая капсула с образцами должна отделиться от космического аппарата, войти в атмосферу Земли и совершить посадку в Австралии при помощи парашютной системы. Затем контейнер доставят в Японию для лабораторного анализа собранных образцов грунта.

• Вперёд >