日本发射首个任务 旨在 2031 年回收火星卫星样本

日本于 10 月 20 日按日本时间向火星发射了一艘太空船，旨在解答有关该星球两颗卫星的长期问题。这艘名为“火星卫星探测（MMX）”的太空船，搭载于 H3 火箭上，自种子岛太空中心发射。该任务由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）主导，预算为 5.78 亿美元，将对火星的两颗卫星福波斯（Phobos）和迪摩斯（Deimos）进行调查。其主要目标是从福波斯采集样本，并于 2031 年将其送回地球。

此前，尚无太空船成功着陆于这两颗火星卫星并带回样本。JAXA 随后确认 MMX 已成功与 H3 F10 火箭的上级阶段分离，此次分离标志着样本返回太空船踏上了前往火星及福波斯的星际轨道，成为任务的一个重要里程碑。

任务的关键里程碑

该任务将展开为期数月的旅程，预计在 2027 年抵达火星。太空船将在抵达后大约三年内对卫星进行研究，然后再启程返回地球。JAXA 与三菱重工业共同开发了 H3 发射载具。该火箭高达 207 英尺，第一级使用两个 LE-9 发动机，燃烧液体氢和液体氧，产生约 331,000 磅的推力。此外，四个固体火箭助推器在发射过程中提供额外的推力，这些助推器在上升过程中会被抛弃，并在第一级分离后，上级将进行燃烧以将 MMX 送往火星。

该任务基于日本在小行星样本返回方面的经验。早期任务展示了该国从小天体获取材料的能力。福波斯的挑战在于其极弱的重力和环绕火星运行的特性。福波斯的直径约 14 英里，形状不规则，类似马铃薯，这使得着陆操作变得复杂。MMX 将部署 IDEFIX，这是一辆法德联合设计的探测车，用于检查地形。这辆四轮车可能会在表面弹跳，然后稳定下来。其设计使其能够在颠倒着陆后恢复，尽管松软的土壤或阻碍的岩石可能会使其陷入困境。

IDEFIX探测车的角色

IDEFIX 预计将花费约 100 天对福波斯进行勘测，其发现将帮助任务控制中心识别适合主要太空船着陆的地点。

样本收集的挑战

日本着陆器计划于 2028 年底或 2029 年进行两次着陆，将使用取样机制收集材料，并将收集的材料安全封存于返回舱内。每次表面操作都需谨慎协调，因为福波斯的重力微弱，无法将太空船固定在地面。科学家希望确定福波斯是由火星撞击后的碎片形成，还是捕获的陨石。样本有助于区分这些相互对立的解释。MMX 还将调查迪摩斯，这是火星的两颗卫星中较小的一颗，直径约为 8 英里，任务的最后几个月将对其进行多次近距离飞掠。

该太空船计划于 2030 年 11 月离开火星系统，其返回舱应于 2031 年抵达澳大利亚，携带自福波斯收集的材料。实验室分析可能揭示有关这些卫星组成及其在太阳系历史中的地位的详细信息。这些发现也可能帮助研究人员了解其他行星卫星的形成。

这项任务对火星研究的重要性

MMX任务标志着日本在太空探索领域的重要进展，特别是在火星卫星样本回收方面。这不仅是技术上的挑战，还可能为科学界提供关于火星及其卫星形成的关键数据。通过成功回收福波斯的样本，科学家将能够更深入地理解火星系统的演变，并探索其他行星卫星的形成过程。这些发现对于未来的太空探索任务及人类对宇宙的认识具有深远的影响。