Два небольших спутника Марса, Фобос (около 22 км в диаметре) и Деймос (около 13 км в диаметре), десятилетиями озадачивали ученых, а их происхождение остается предметом споров. Некоторые предположили, что они могут состоять из остаточных обломков планеты или большого астероида, врезавшегося в поверхность Марса (#TeamImpact). Противоположная гипотеза (#TeamCapture), однако, предполагает, что спутники — это астероиды, которые были захвачены гравитационным притяжением Марса и оказались в ловушке на орбите. Чтобы разгадать загадку, нам понадобится материал с поверхностей лун для аналитического анализа на Земле. К счастью, Японское агентство аэрокосмических исследований (Jaxa) запустит миссию под названием «Martian MOOn eXplOratiOn» (MMX) на Фобос и Деймос в сентябре 2024 года. Миссия будет осуществляться с помощью недавно разработанной ракеты H-3, которая все еще находится в стадии разработки. Ожидается, что космический корабль достигнет марсианской орбиты в 2025 году, после чего выйдет на орбиту Фобоса и, наконец, соберет материал с его поверхности, а затем вернется на Землю к 2029 году.
Это станет следующей в серии недавних миссий, доставляющих материал из космоса обратно на Землю, вслед за успешной миссией Джакса на астероид Рюгу (Хаябуса-2), а также миссией НАСА Осирис-Рекс к астероиду Бенну и миссией Китайского космического агентства Чанг. У меня пятая миссия на Луну. Если бы удар действительно имел место, мы бы ожидали найти на Фобосе материал, аналогичный тому, который обнаружен на Марсе. Хотя у нас нет никакого материала, возвращенного непосредственно с Марса (пока), нам посчастливилось иметь камень, выброшенный с его поверхности, который в конечном итоге попал на Землю. Таким образом, эти метеориты могут быть похожи на материал, возвращенный с Фобоса, что представляет собой фантастическое сравнение. Однако в случае происхождения захваченного астероида мы с большей вероятностью найдем на Фобосе материал, который можно найти на других астероидах нашей Солнечной системы. Преобладающая гипотеза в группе #TeamCapture заключается в том, что спутники состоят из той же породы, что и метеориты, — углеродистого хондрита. К счастью, у нас есть множество таких метеоритов и образцов, которые мы можем сравнить с материалом Фобоса.
Сравнение метеоритов и материала, доставленного с Фобоса, станет фантастическим инструментом, который поможет нам понять происхождение двух лун. Как только материал окажется в лаборатории, к образцам можно будет применить строгие аналитические методы. Одним из таких методов является анализ изотопов кислорода. Изотопы — это разновидности элементов, ядра которых содержат больше или меньше частиц, называемых нейтронами. Например, кислород имеет три стабильных изотопа с атомными массами 16, 17 и 18. Сумма изотопных отношений кислород-17/кислород-16 и кислород-18/кислород-16 обозначается как дельта-17O и характерна для конкретных родительских объектов. В зависимости от того, где в Солнечной системе образовалось каменное тело, в породах приобретается и сохраняется определенный состав кислорода. Например, земные породы имеют дельта-17O около 0, а метеориты с Марса имеют дельта-17O около ~0,3. Поэтому камни Земли и марсианских метеоритов можно легко отделить друг от друга. Если бы Фобос образовался в том же или, по крайней мере, похожем месте Солнечной системы, что и Марс, мы могли бы ожидать, что состав материала, принесенного ММХ, также будет иметь дельта-17O около 0,3.
Как упоминалось ранее, #TeamCapture предполагает происхождение Фобоса из углеродистого хондрита. У всех известных углистых хондритов, изученных учеными, обнаружен отрицательный изотоп дельта-17O в диапазоне от -0,5 до -4. Таким образом, кислород может стать чрезвычайно мощным инструментом в расшифровке происхождения спутников Марса и должен стать первоочередной задачей миссии, как только материал будет возвращен на Землю. Если Фобос действительно представляет собой древний фрагмент Марса, он может содержать самый примитивный марсианский материал. Марс испытал широкий спектр процессов, которые изменили горные породы на его поверхности, включая ветровую эрозию и изменение воды. Судя по таким особенностям, как высохшие русла рек, наблюдаемым с орбитальных аппаратов, таких как «Викинг», становится ясно, что вода на Марсе когда-то существовала. Эта вода, вероятно, возникла в результате сочетания астероидов и комет, а также вулканической активности.
Марс также сохранил плотную атмосферу, что позволило воде присутствовать на поверхности планеты в жидком виде. Фобос, с другой стороны, оставался безвоздушным телом, где не происходили такие процессы, как загрязнение водой (хотя незначительные удары могли иметь место). Это означает, что образцы, возвращенные с Фобоса, могут дать чрезвычайно важную информацию об исходном содержании воды на Марсе и пролить свет на процессы, которые происходили в ранней Солнечной системе. MMX — одна из самых захватывающих запланированных миссий по освоению космоса. Осталось меньше года, и мы уже твердо скрестим пальцы за успешный запуск, получение образцов и их возврат. Многим ученым, в том числе и мне, очень хотелось бы иметь возможность однажды изучить эти образцы.
