Jaapani MMX startis Phobosele — 10 grammi pinnast peaks naasma 2031

Jaapani kosmoseagentuuri JAXA starditeate järgi tõusis MMX Tanegashima kosmosekeskusest õhku 19. oktoobril 2026 UTC järgi, Jaapanis 20. oktoobri varahommikul, ning eraldus H3 raketist plaanipäraselt umbes tund ja 11 minutit hiljem. Sellega on kinnitatud start ja sondi jõudmine kavandatud trajektoorile; Phobosel maandumine ja proovivõtt seisavad alles ees.

Saksa kosmosekeskuse DLRi starditeate järgi peab JAXA juhitav missioon tooma Phoboselt Maale vähemalt 10 grammi pinnast 2031. aastal ning pardal olev Prantsuse-Saksa kulgur Idefix uurib enne põhiseadme laskumist maandumiskohta; Idefixi projektijuht Markus Grebenstein nimetas eesseisvat ülesannet sõnadega „Landing and driving on Phobos is uncharted territory for robotics“. MMX-is osalevad ka NASA ja Euroopa Kosmoseagentuur ESA. Kui kõik etapid õnnestuvad, jõuab Maale esimene Marsi kaaslaselt võetud proov.

Teekond stardist proovi tagasitulekuni

Stardile järgneb ligi aasta pikkune lend Marsi juurde. NASA missiooniteabe järgi peaks MMX jõudma Marsi süsteemi 2027. aastal, uurima Phobost enne laskumist ning võtma proovi kõige varem 2028. aastal. See varaseim proovivõtu aeg on ajakava piir, mitte kinnitatud maandumiskuupäev.

Marsi juurde jõudes peab sond vaatlema nii Phobost kui ka kaugemal asuvat Deimost. Phobose kuju, pinna ja võimalike maandumispaikade hindamine määrab, kuhu saab kõigepealt saata Idefixi ning hiljem laskuda põhiseadmega. Sond peab seejärel kogutud materjali kapslisse paigutama, Phobose pinnalt eemalduma ja alustama tagasilendu Maale. Ühegi hilisema etapi edu ei järeldu veel raketist eraldumisest.

DLRi kava järgi on Idefixi maandumine planeeritud 2028. ja 2029. aasta vahetusse; alles pärast kulguri eelluuret laskub MMX-i põhiseade proovide järele. Seetõttu on ajajoonel selge järjekord: 2026. aasta start, 2027. aasta saabumine Marsi juurde, Phobose uuringud ja maandumised ning 2031. aastaks kavandatud kapsli tagasitulek. Kriitiline tulemus ei ole ainult pinnase kättesaamine, vaid selle toimetamine suletud kapslis Maale, kus seda saab laboris uurida.

Idefix uurib maandurist ette

Idefix annab suuremale sondile teavet pinnase kohta, mida kaugvaatlused üksi ei anna. DLRi ja Prantsuse kosmoseagentuuri CNESi ehitatud kulgur peab Phobosel töötama ligikaudu 100 päeva ning mõõtma pinna mehaanilisi, soojuslikke ja mineraalseid omadusi. Need andmed aitavad hinnata, kas põhiseadmele valitud koht sobib laskumiseks ja proovivõtuks.

Kulgur lastakse Phobose kohal sondist lahti ligikaudu 40–100 meetri kõrguselt. Pärast pinnale põrkumist ja võimalikku põrkamist peab see end ise õigesse asendisse pöörama, päikesepaneelid avama ning sõitma hakkama. Phobose gravitatsioon on vähem kui tuhandik Maa omast: isegi aeglane kokkupuude pinnaga võib kulguri liikumist muuta. Seepärast on enese püstitõstmine ja rataste haardumine missiooni jaoks sisulised katsed, mitte pelgalt käivitustoimingud.

Idefixi pardal olevad RAXi Ramani spektromeeter ja miniRADi radiomeeter uurivad eri viisil Phobose materjali ja soojuslikku käitumist. Kulgur ise tagastatavat proovi ei kogu. Tema mõõtmised annavad põhiseadme laskumisele kohaliku konteksti: kui pinnas osutub oodatust pehmemaks, kõvemaks või ebaühtlasemaks, on see maandumiskoha ja proovivõtu kavandamisel oluline teadmine.

Kaks mehhanismi võtavad proovi eri kihtidest

MMX-i proovivõtu juures täiendavad teineteist NASA P-Sampler ja JAXA C-Sampler. P-Sampler paikneb maandumisjala küljes ning suunab kõrgsurvega lämmastikupursked lahtisesse pinnamaterjali, et teri koguda. C-Sampler võtab seevastu pinnase seest südamikproovi. Nii saab missioon võrrelda pinnal olevat ainet vahetult selle all paikneva materjaliga, kui mõlemad mehhanismid töötavad kavakohaselt.

Kahe meetodi kasutamine vähendab sõltuvust ühest kokkupuutest tundmatu pinnaga. Lahtine pealmine kiht võib olla ümbruskonna mõjul segunenud, samal ajal kui selle alt võetud proov annab teistsuguse lähtekoha koostise võrdlemiseks. See ei tähenda automaatselt, et sügavam materjal oleks muutumatu: proovide tähendus sõltub nende täpsest asukohast ja sellest, mida sond samas piirkonnas mõõdab.

NASA instrument MEGANE mõõdab Phobose pinnalt lähtuvaid neutroneid ja gammakiirgust, et hinnata elementkoostist. Kaugmõõtmine näitab, milline on laiem piirkond proovivõtukoha ümber; Maale toodud teri saab uurida laboriseadmetega märksa üksikasjalikumalt. Kui need tulemused kokku panna, on võimalik paremini otsustada, kas kapslisse jõudnud aine esindab Phobose pinda laiemalt või mõnd kohalikku eripära.

Phobose proov vastab teisele küsimusele kui Marsi pinnaseproov

MMX-i keskne teadusküsimus on, kuidas tekkisid Marsi kaks kaaslast. Ühe hüpoteesi järgi on Phobos ja Deimos Marsi gravitatsiooni haaratud asteroidid. Teise järgi kujunesid need ainepilvest, mis paiskus Marsi ümber pärast suurt kokkupõrget. Proovi koostis koos mõlema kaaslase vaatlustega võib aidata hinnata, kumb seletus sobib paremini.

Phoboselt toodud aine päritolukoht on Marsi kaaslase pind, mitte Marsi enda pind. See eristus loeb ka siis, kui üksikud osakesed võivad olla jõudnud Phobosele Marsilt toimunud kokkupõrgete järel. Marsi pinnaproov kirjeldaks otseselt planeedil valitud paiga kivimeid ja keskkonda; MMX-i proov aitab eelkõige uurida kaaslase koostist, kujunemist ja materjali liikumist Marsi süsteemis.

Jaapanil on varasem kogemus asteroididelt proovide tagastamisega, kuid Phobos nõuab pikemat edasi-tagasi lendu, tööd Marsi läheduses ning mitut järjestikust laskumis- ja proovivõtuetappi. Järgmine määrav sündmus on sondi saabumine Marsi juurde 2027. aastal. Siis algavad lähivaatlused, mille põhjal saab valida Idefixi ja põhiseadme maandumispaigad.