日本正准备发射一艘前往火星的航天器，执行一项旨在将火星卫星火卫一的物质带回地球的任务。日本宇宙航空研究开发机构的火星卫星探测任务（Martian Moons eXploration），简称MMX，计划于10月20日日本标准时间凌晨4时41分，由H3火箭从种子岛发射。
如果任务按当前计划推进，MMX将于2027年8月抵达火星，不早于2028年12月采集样本，并于2031年将样本送回地球。这项任务旨在回答行星科学中长期存在的问题：火星的两颗小卫星究竟来自哪里？
聚焦火卫一的采样返回任务
MMX将研究火卫一和火卫二，但主要目标是较大的火卫一。火卫一的直径约为22公里，火卫二约为12公里。这两个天体长期以来引发不同解释。一种假说认为它们是被火星引力捕获的小行星；另一种认为它们是火星与其他天体碰撞后留下的碎片。
仅凭远距离观测尚未解决这一争议。将物质带回地球实验室，可能提供更直接的方式来检验哪种起源故事最符合这些卫星的成分和历史。因此，任务目标不只是采集一种罕见的地外样本，更是研究早期太阳系条件和事件。
在NASA的一次简报会上，行星科学部代理主任Lindsay Hays表示，MMX旨在采集火卫一物质并送回地球。原文报道说，航天器的样本容器计划在澳大利亚着陆。
NASA仪器加入国际项目
NASA将为MMX提供两台科学仪器。一台是MEGANE，即Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutrons的缩写，是由约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室开发的光谱仪。另一台是P-Sampler，由Honeybee Robotics提供的气动采集机构；Honeybee Robotics是Blue Origin旗下公司。
这些贡献凸显了任务的国际性质。除JAXA和NASA外，项目还包括法国CNES、德国DLR、欧洲航天局和澳大利亚政府。这种合作将技术工作和科学参与分散到拥有行星探测经验的机构之间。
- 运载火箭和发射地点：日本JAXA的H3火箭，种子岛。
- 计划抵达火星：2027年8月。
- 最早计划采样：2028年12月。
- 计划返回地球：2031年。
- 主要科学目标：火卫一。
MEGANE的伽马射线和中子光谱分析用于刻画火星卫星，P-Sampler则用于采集。两台仪器都直接服务于任务的核心科学目标：理解构成火卫一的物质，以及它与不同起源理论之间的关系。
JAXA建立在样本返回记录之上
MMX将成为JAXA的第三次样本返回任务。Hayabusa于2010年从小行星Itokawa带回1500颗粒子。随后，Hayabusa2于2020年从小行星Ryugu带回5.4克物质。这些任务展示了从小天体获取物质并安全送回地球所需的复杂操作链。
NASA也拥有相关经验。其OSIRIS-REx任务于2023年从小行星Bennu带回121.6克物质。美国还通过阿波罗计划带回了382公斤月岩，通过Genesis任务获取太阳风样本，并通过Stardust任务回收了彗星尘埃。
每个目标都不同，过去的成功并不会让MMX变得例行化。但这些记录为参与机构提供了设计采集系统、保护样本、规划返回轨道和准备实验室处理地外物质的经验。
火星卫星为何重要
火卫一和火卫二远小于地球的月球，但它们的起源可能揭示火星历史中一个尚未解决的重要部分。小行星捕获起源将指向一系列引力相遇和太阳系迁移过程；碰撞起源则会把这两颗卫星与火星本身的形成和演化更直接地联系起来。
MMX样本不会自动终结争论，但可能提供仅靠遥感无法获得的证据。科学家能够使用无法搭载在航天器上的实验室技术分析返回物质。其价值在于把成分和物理性质与卫星形成模型联系起来。
随着样本返回成为行星科学越来越重要的方法，这项任务也正值其发展之际。任务不只是就地拍摄或测量遥远天体，还可以将精心采集的物质带回地球，随着分析技术进步反复研究。这种方式使一次飞行可能服务于多代研究人员。
迈向火星的倒计时
眼下的里程碑是发射。MMX计划于日本周二清晨从种子岛升空，对应美国东海岸周一下午。此后，任务将经历多年飞行、火星系统运行、采样和返程。
对JAXA及其合作伙伴而言，成功将为样本返回探索增添新篇章，并把一颗火星卫星的物质带入地球实验室。对行星科学而言，这可能让火卫一和火卫二的起源更接近答案。
本文根据spacepolicyonline.com的报道撰写。阅读原文。
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