В настоящий момент на орбите или на поверхности Марса работают одиннадцать роботизированных миссий — больше, чем когда-либо за последние 60 лет. К ним относятся множество орбитальных аппаратов, исследующих красную планету с орбиты, несколько посадочных модулей и вездеходов и один вертолет (Ingenuity), изучающий поверхность. В ближайшие годы ожидается гораздо больше, что отражает растущее число стран, участвующих в процессе разведки. Оказавшись там, они присоединятся к непрекращающимся поискам ключей к разгадке формирования, эволюции планеты и возможных свидетельств того, что на ней когда-то существовала жизнь. Однако существует также загадка происхождения Фобоса и Деймоса, двух спутников Марса. Хотя ученые давно подозревали, что эти две луны возникли как астероиды, выброшенные из Главного пояса и захваченные гравитацией Марса, по этому вопросу нет единого мнения ученых.
Это цель миссии Martian Moons eXploration (MMX), которая в настоящее время разрабатывается Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA), которая исследует обе луны с помощью марсохода «Фобос», предоставленного Германским аэрокосмическим центром (DLR) и французским Национальный центр космических исследований (CNES). Трехстороннее соглашение, предусматривающее сотрудничество между тремя агентствами в рамках миссии MMX, было подписано тремя агентствами на Парижском авиасалоне, который проходил с 18 по 25 июня в Ле Бурже, Франция. В соответствии с соглашением, DLR и CNES предоставляют марсоход Фобос (официально названный IDEFIX во время мероприятия), включая его инструменты и системы. В настоящее время марсоход находится на завершающей стадии разработки на площадке CNES в Тулузе и должен быть завершен к лету 2023 года.
Фобос и Деймос названы в честь спутников Ареса (бога войны) в греческой мифологии, для которых Марс является римским эквивалентом. Из-за небольшого размера оба тела имеют неправильную форму и внешне похожи на астероиды. Эти характеристики привели к предположению, что когда-то они были астероидами, которые, возможно, возникли в Главном поясе и были выброшены гравитационными возмущениями, вызванными Юпитером. Это отправило оба тела внутрь Солнечной системы, где они были захвачены гравитацией Марса и вышли на свои почти круговые орбиты. Два спутника также вращаются вокруг Марса около плоскости эклиптики, где все планеты и большинство их спутников вращаются вокруг Солнца. Эту орбитальную механику трудно согласовать с теорией «захваченных астероидов», но она согласуется с альтернативной теорией о том, что Фобос и Деймос являются остатками огромного столкновения с Марсом.
Миссия MMX раскроет эту загадку, исследуя обе луны и проводя возврат образцов с Фобоса, подобно тому, как космические корабли JAXA Hayabusa 1 и 2, на которых были развернуты посадочный модуль MINERVA и вездеход MASCOT (соответственно), возвращали образцы с околоземных астероидов. (NEA) Итокава и Рюгу. Если бы Фобос и Деймос произошли с Марса, материал их поверхности был бы очень похож по составу на Марс. Образцы с Фобоса также, вероятно, содержат следы марсианских пород, которые были подняты как выбросы от более поздних столкновений с астероидами и приземлились на поверхность Луны. Таким образом, изучение этих образцов может дать дополнительную информацию о геологической истории Марса. Согласно трехстороннему соглашению о сотрудничестве, космический корабль MMX имеет целевую дату запуска в 2024 году, а марсоход приземлится на Фобос где-то во второй половине десятилетия. Сказал Хироши Ямакава, президент JAXA:
«Мы очень рады сотрудничеству с CNES и DLR в рамках миссии MMX, целью которой является прояснение происхождения марсианских спутников и процесса эволюции марсианской сферы путем сбора образцов с одного из двух спутников Марса — Фобоса — для впервые в истории космоса. «Япония разделяет с Францией и Германией драгоценные воспоминания о сотрудничестве во время миссии по возврату образцов Hayabusa2, в ходе которой совершал полет совместный посадочный модуль CNES-DLR MASCOT. И мы с нетерпением ждем возможности снова объединить наши усилия для успешной миссии MMX». Космический корабль MMX состоит из трех модулей: двигательного, исследовательского и капсулы для возврата проб. Исследовательский модуль имеет посадочные опоры и набор инструментов (включая пробоотборники) и будет нести на борту марсоход IDEFIX. Исследовательский модуль и капсула возврата проб соединены с двигательным модулем, в котором расположены двигатели и топливные баки. Проект MMX завершен, и проектная группа приступила к окончательному изготовлению, тестированию и интеграции космического корабля.
Проведя год в пути, космический корабль MMX выйдет на орбиту вокруг Марса, где исследовательский модуль начнет картографировать и характеризовать поверхности Фобоса и Деймоса с помощью своих восьми научных инструментов. Когда космический корабль приблизится к Фобосу на расстоянии от 40 до 100 метров (от 130 до 330 футов) от поверхности, он развернет IDEFIX на поверхности. Затем марсоход проведет следующие три месяца, изучая интересующие объекты, в том числе места, где космический корабль MMX будет собирать образцы для анализа на Земле. За последние несколько месяцев инженеры интегрировали инструменты и подсистемы марсохода с усиленным углеродом композитным шасси и системой передвижения. Сюда входили солнечные батареи марсохода, система питания, бортовой компьютер, радиосистемы, а также радиометр miniRAD и рамановский спектрометр для инструментов MMX (RAX). Эти инструменты, предоставленные DLR, позволят марсоходу измерить тепловое излучение, исходящее от поверхности Фобоса, и охарактеризовать его минералогические свойства. CNES также предоставила две навигационные камеры и две, которые будут следить за колесами и поверхностью.
В настоящее время марсоход IDEFIX находится на завершающем этапе своих космических квалификационных испытаний в CNES в Тулузе, которые определяют его способность выдерживать сильные вибрации, возникающие во время запуска. Они также оценивают способность марсохода работать в вакууме и при экстремальных температурах на поверхности Фобоса, которые колеблются примерно в 200°C (360°F). Электромагнитная совместимость (ЭМС) и другие заключительные тесты запланированы до того, как марсоход будет доставлен этим летом. Квалификационные испытания проводятся вместе с системой механического и электрического соединения и поддержки (MECSS), предоставленной DLR, которая соединяет марсоход с космическим кораблем MMX и контролирует его выпуск. Система связи, предоставленная CNES, также проходит испытания в ходе этой квалификационной кампании. Эта система позволяет космическому кораблю связываться с марсоходом и передавать команды и телеметрию с Земли.
Во время подписания Анке Кайзер-Пизалла, председатель исполнительного совета DLR, сказала: «Япония и Франция являются важными странами-партнерами для DLR почти во всех областях наших исследований. В этом контексте наше сотрудничество в рамках миссии MMX является конкретным примером творческой силы нашего многогранного сотрудничества.Когда марсоход впервые пролетит над поверхностью марсианского спутника Фобоса, мы вместе раздвинем технологические границы, чтобы узнать больше о происхождении Солнечной системы и Марса с его луны».
