日本發射首個任務 旨在 2031 年回收火星衞星樣本

日本於 10 月 20 日按日本時間向火星發射了一艘太空船，旨在解答有關該星球兩顆衞星的長期問題。這艘名為「火星衞星探測（MMX）」的太空船，搭載於 H3 火箭上，自種子島太空中心發射。該任務由日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）主導，預算為 5.78 億美元，將對火星的兩顆衞星福波斯（Phobos）和迪摩斯（Deimos）進行調查。其主要目標是從福波斯採集樣本，並於 2031 年將其送回地球。

此前，尚無太空船成功著陸於這兩顆火星衞星並帶回樣本。JAXA 隨後確認 MMX 已成功與 H3 F10 火箭的上級階段分離，此次分離標誌著樣本返回太空船踏上了前往火星及福波斯的星際軌道，成為任務的一個重要里程碑。

任務的關鍵里程碑

該任務將展開為期數月的旅程，預計在 2027 年抵達火星。太空船將在抵達後大約三年內對衞星進行研究，然後再啟程返回地球。JAXA 與三菱重工業共同開發了 H3 發射載具。該火箭高達 207 英尺，第一級使用兩個 LE-9 發動機，燃燒液體氫和液體氧，產生約 331,000 磅的推力。此外，四個固體火箭助推器在發射過程中提供額外的推力，這些助推器在上升過程中會被拋棄，並在第一級分離後，上級將進行燃燒以將 MMX 送往火星。

該任務基於日本在小行星樣本返回方面的經驗。早期任務展示了該國從小天體獲取材料的能力。福波斯的挑戰在於其極弱的重力和環繞火星運行的特性。福波斯的直徑約 14 英里，形狀不規則，類似馬鈴薯，這使得著陸操作變得複雜。MMX 將部署 IDEFIX，這是一輛法德聯合設計的探測車，用於檢查地形。這輛四輪車可能會在表面彈跳，然後穩定下來。其設計使其能夠在顛倒著陸後恢復，儘管鬆軟的土壤或阻礙的岩石可能會使其陷入困境。

IDEFIX探測車的角色

IDEFIX 預計將花費約 100 天對福波斯進行勘測，其發現將幫助任務控制中心識別適合主要太空船著陸的地點。

樣本收集的挑戰

日本著陸器計劃於 2028 年底或 2029 年進行兩次著陸，將使用取樣機制收集材料，並將收集的材料安全封存於返回艙內。每次表面操作都需謹慎協調，因為福波斯的重力微弱，無法將太空船固定在地面。科學家希望確定福波斯是由火星撞擊後的碎片形成，還是捕獲的隕石。樣本有助於區分這些相互對立的解釋。MMX 還將調查迪摩斯，這是火星的兩顆衞星中較小的一顆，直徑約為 8 英里，任務的最後幾個月將對其進行多次近距離飛掠。

該太空船計劃於 2030 年 11 月離開火星系統，其返回艙應於 2031 年抵達澳大利亞，攜帶自福波斯收集的材料。實驗室分析可能揭示有關這些衞星組成及其在太陽系歷史中的地位的詳細資訊。這些發現也可能幫助研究人員瞭解其他行星衞星的形成。

這項任務對火星研究的重要性

MMX任務標誌著日本在太空探索領域的重要進展，特別是在火星衞星樣本回收方面。這不僅是技術上的挑戰，還可能為科學界提供關於火星及其衞星形成的關鍵數據。透過成功回收福波斯的樣本，科學家將能夠更深入地理解火星系統的演變，並探索其他行星衞星的形成過程。這些發現對於未來的太空探索任務及人類對宇宙的認識具有深遠的影響。