日本计划于10月20日凌晨发射一艘火星卫星探测器,尝试从火卫一(Phobos)表面采集岩石和尘埃,并于2031年将样本送回地球。如果任务成功,这将是人类首次从火星卫星直接采样并带回地球。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宣布,火星卫星探测任务(MMX)定于日本时间20日凌晨4时41分,从鹿儿岛县种子岛宇宙中心搭乘H3火箭升空,相当于柬埔寨时间20日凌晨2时41分。

探测器预计于2027年8月抵达火星附近,随后重点考察火卫一,并部署一辆小型探测车勘察地表。按照计划,探测器将在2030年前后登陆火卫一,从两个不同地点采集至少10克岩石和尘埃,最终于2031年将样本送回地球。

火星有两颗天然卫星:火卫一和火卫二(Deimos)。它们体积很小,形状不规则,长期以来一直是太阳系形成史上的未解之谜。

科学界目前主要有两种解释:一种认为,火星早期遭受大型天体撞击,飞散的碎片聚集形成了两颗卫星;另一种认为,它们原本是小行星,后来被火星引力捕获。

参与任务样本分析的英国自然历史博物馆教授萨拉·拉塞尔(Sara Russell)告诉BBC,两种形成方式会留下不同的化学和矿物特征。一旦样本返回地球,科学家有望通过实验室分析区分这两种假说。

任务还有一个意外的科学价值。火卫一距离火星很近,火星表面遭受陨石撞击时抛出的少量物质,可能落在火卫一上。因此,最终带回的样本中也可能包含真正来自火星的颗粒。

MMX探测器在火卫一附近开展观测的示意图。图片:JAXA。

火卫一的直径约为20公里,表面重力极弱。探测器不仅要在火星引力影响下稳定运行,还要完成近距离探测、着陆、采样和返回等一系列复杂操作。

MMX由日本主导,美国宇航局、欧洲航天局以及法国和德国航天机构参与合作。

目前,美国“毅力号”火星车已在火星表面收集多份样本,但这些样本尚未运回地球。中国也在推进计划于2028年发射的火星采样返回任务。

对研究人员而言,10克样本虽然数量有限,却足以开展多种矿物学和化学分析。与坠落地球、可能受到环境污染的火星陨石相比,由探测器密封带回的样本能够提供更可靠的原始信息。

这次任务的科学价值并不取决于带回多少岩石,而在于这些微小颗粒能否揭示火星及其卫星数十亿年前的历史。