Prima misiune dus-întors către Marte a decolat. De ce ar putea fi un „salt transformator” pentru știință

Misiunea Martian Moons Exploration (MMX), lansată din Japonia pe 19 octombrie, se află deja în drum spre Marte. Odată ajunsă acolo, sonda va încerca să aterizeze pe unul dintre cei doi sateliți ai Planetei Roșii și să adune roci pe care să le aducă pe Pământ. Experții au explicat pentru Live Science ce ne-ar putea dezvălui aceste mostre „transformatoare”.

Luni, 19 octombrie, agenția spațială a Japoniei a lansat o misiune fără precedent, care își propune să aducă pe Pământ mostre din sistemul marțian. Potrivit experților, această inițiativă istorică reprezintă încă un pas important spre obiectivul comun al omenirii de a înțelege și, poate, de a coloniza la un moment dat una dintre cele mai apropiate planete vecine.

Sonda Martian Moons Exploration (MMX) a Agenției Japoneze de Explorare Aerospațială (JAXA) este rezultatul unei colaborări internaționale, la construcția ei contribuind NASA, Agenția Spațială Europeană (ESA) și alți parteneri.

În următorii ani, sonda va studia îndeaproape cei doi sateliți ai Planetei Roșii, Phobos și Deimos. Nava va fotografia de aproape cele două corpuri cerești, apoi va încerca să aterizeze pe cel mai mare dintre ele, Phobos, pentru a colecta material stâncos care, dacă totul merge bine, va ajunge pe Pământ peste aproximativ cinci ani.

Dacă misiunea va avea succes, mostrele aduse vor lămuri în sfârșit un mister vechi de decenii, legat de originea celor doi sateliți. Descoperirile ar putea ajuta, de asemenea, la reconstituirea istoriei îndepărtate a planetei Marte și ar putea oferi indicii despre cum arăta Sistemul Solar în primele sale etape.

„Această misiune marchează un salt transformator în capacitatea noastră de a investiga sistemul marțian”, a declarat pentru Live Science Sonia Fornasier, astronom la Observatorul din Paris, care a studiat în detaliu Phobos și Deimos și coordonează din punct de vedere științific spectrometrul în infraroșu al misiunii MMX (MIRS). Potrivit acesteia, misiunea se situează „foarte sus” în clasamentul misiunilor trimise până acum spre Planeta Roșie.

Ce va face MMX?

JAXA a lansat sonda MMX la bordul unei rachete H3, care a decolat de la Centrul Spațial Tanegashima, din prefectura Kagoshima, luni la ora 22:41, ora României (marți, la 4:41, ora locală), a relatat Space.com, site-ul partener al Live Science. Inițial, misiunea fusese programată pentru 2024, însă a fost amânată din cauza unor îngrijorări legate de racheta H3.

Sonda, de mărimea unei rulote, s-a desprins cu succes de carenajul rachetei la puțin peste o oră după lansare, iar miercuri, 21 octombrie, JAXA a anunțat că misiunea a trecut de „faza operațiunilor critice inițiale”. Asta înseamnă că sonda se află acum pe traiectoria sa de aproximativ 225 de milioane de kilometri spre Marte, o călătorie care va dura în jur de zece luni.

„MMX a făcut astăzi primul pas”, a declarat Naoki Murakami, directorul general al diviziei spațiale a Mitsubishi Electric, compania care a coordonat proiectarea sondei, într-o conferință de presă organizată marți dimineață, 20 octombrie, după lansare, potrivit The Japan Times. „Acesta este începutul unei călătorii lungi, de cinci ani”.

După ce va ajunge la Planeta Roșie, în august 2027, sonda se va plasa pe o așa-numită „orbită de cvasisatelit” în jurul lui Phobos. Cu alte cuvinte, MMX se va roti în jurul lui Marte alături de satelit, fără să fie însă legată gravitațional de acesta, asemenea celor aproximativ șase „cvasisateliți” care însoțesc în prezent Pământul în jurul Soarelui.

După câteva luni în care va colecta date de la distanță, MMX va coborî și va încerca să aterizeze pe suprafața lui Phobos, nu o dată, ci de două ori.

La prima apropiere, MMX va pluti chiar deasupra satelitului și va lansa pe suprafața lui un mini-rover, botezat Idefix. Micul robot, construit de agențiile spațiale ale Franței și Germaniei, va trebui să facă față unei gravitații extrem de slabe în timp ce se va deplasa pe Phobos: deși cântărește aproximativ 25 de kilograme pe Pământ, pe Phobos va avea doar în jur de 15 grame, potrivit ESA.

După ce Idefix va finaliza o primă evaluare a suprafeței, întreaga sondă MMX va ateriza pe Phobos, sprijinită pe modulul de aterizare cu patru picioare.

Oamenii de știință implicați în misiune speră ca manevra să decurgă mult mai bine decât încercările de aterizare ale modulelor japoneze „Moon Sniper” și Resilience, care s-au prăbușit pe Lună în 2024, respectiv 2025.

Două dintre picioarele modulului de aterizare au încorporate dispozitive de prelevare a mostrelor: unul va fora în solul lui Phobos, iar celălalt va aspira material de la suprafață. Al doilea dispozitiv, numit Pneumatic Sampler (sau P-Sampler), a fost construit pentru NASA de compania privată Honeybee Robotics, deținută de Blue Origin, și își va colecta materialul „în câteva secunde”, a declarat Kris Zacny, vicepreședintele Grupului de Tehnologie pentru Explorare al Honeybee Robotics, într-o conferință de presă a NASA din 15 octombrie. „Clipești și totul s-a terminat”.

În total, JAXA își propune să colecteze în jur de 10 grame de material de pe Phobos. Ar fi aproximativ dublul cantității obținute de agenția spațială japoneză în cea mai recentă misiune de acest tip, Hayabusa2, care a prelevat în 2019 mostre de pe asteroidul Ryugu, cel în formă de titirez, descoperind materiale surprinzător de bogate în compuși organici.

După prelevarea mostrelor, undeva între sfârșitul lui 2028 și începutul lui 2029, sonda va efectua o serie de survoluri la mică distanță ale lui Deimos, cel mai mic satelit al lui Marte, înainte de a porni, la sfârșitul lui 2030, în lunga călătorie de întoarcere spre Pământ. Va fi primul zbor de întoarcere încercat vreodată de o navă spațială trimisă spre Marte.

Când va reveni în apropierea Pământului, în 2031, sonda va elibera mostrele într-o capsulă cu diametrul de aproximativ 60 de centimetri, care va cădea pe suprafața planetei noastre, cel mai probabil undeva în Australia, potrivit ESA.

Ce am putea afla despre Phobos și Deimos?

Cei doi sateliți ai lui Marte, observați pentru prima dată de astronomul american Asaph Hall în 1877, nu seamănă deloc cu Luna, însoțitoarea permanentă a Pământului. În primul rând, sunt mult mai mici: Phobos are un diametru de aproximativ 22 de kilometri, iar Deimos de doar 12 kilometri.

Cei doi au, de asemenea, forme neregulate și se află de 12 până la 64 de ori mai aproape de Marte decât se află Luna de Pământ. Numele lor, Phobos („frică”) și Deimos („groază”), vin de la fiii zeului grec al războiului, Ares, corespondentul lui Marte, zeul roman al războiului.

Pe Phobos se distinge craterul Stickney, lat de aproximativ 10 kilometri, format în urma impactului cu un asteroid în trecutul îndepărtat. Satelitul cel mare se apropie, de asemenea, încet-încet de Marte și ar putea fi sfâșiat înainte de a ajunge la suprafața planetei.

Alte nave spațiale trimise spre Marte, precum orbiterul misiunii Emirates Mars Mission, au trecut pe lângă cei doi sateliți, iar roverele NASA de pe Marte i-au surprins adesea eclipsând Soarele pe cerul marțian, uneori pe amândoi în același timp. Cu toate acestea, multe mistere legate de ei au rămas nedezlegate.

„Marte se află chiar în curtea noastră cosmică și totuși nu am explorat sateliții planetei”, i-a scris într-un e-mail lui Live Science Nancy Chabot, expertă în explorare spațială la Laboratorul de Fizică Aplicată Johns Hopkins din Maryland și cercetător principal adjunct pentru instrumentul MEGANE al NASA, aflat la bordul sondei MMX. „MMX va face asta!”

Cel mai mare mister legat de Phobos și Deimos este originea lor. Unii cercetători bănuiesc că cei doi sateliți sunt asteroizi, sau poate chiar comete, capturați de gravitația lui Marte, în timp ce alții cred că s-au format din resturile unui impact străvechi cu suprafața planetei, la fel cum s-a format și Luna.

Niciuna dintre teorii nu este concludentă, ceea ce înseamnă că originea sateliților „rămâne enigmatică”, a explicat pentru Live Science Christopher Edwards, specialist în științe planetare la Universitatea Northern Arizona și unul dintre oamenii de știință ai NASA implicați în misiunea MMX.

De exemplu, este „destul de greu, din punctul de vedere al mecanicii orbitale”, de explicat cum ar fi reușit Marte să captureze cei doi sateliți, dar, dacă s-au format dintr-un disc de resturi rezultat în urma unui impact străvechi, ar fi trebuit să capete forme sferice mai bine conturate, a spus Edwards.

„MMX va tranșa această dezbatere datorită observațiilor sondei și analizei detaliate a mostrelor de pe Phobos aici, pe Pământ”, a afirmat Fornasier. Datele colectate în timpul survolurilor lui Deimos le vor permite, de asemenea, cercetătorilor să realizeze o „caracterizare completă a acestui corp ceresc”, a adăugat ea.

Fornasier este „deosebit de entuziasmată” de posibilitatea ca sateliții să fie asteroizi capturați, pentru că, în acest caz, ar conține probabil „materiale organice și hidratate”, ceea ce ar avea o mare „implicație astrobiologică” și ar arunca o lumină nouă asupra modului în care arăta Sistemul Solar la începuturile sale.

Ce am putea afla despre Marte?

Indiferent de felul în care s-au format cei doi sateliți, cercetătorii au ocazia să afle multe și despre Marte, dar și despre felul în care se formează și evoluează planetele.

„Phobos și Deimos sunt interesanți, dar nu doar prin ei înșiși”, a declarat Tom Statler, responsabil de program pentru MMX și cercetător în cadrul Diviziei de Științe Planetare a NASA, la conferința de presă din 15 octombrie. „Prezența lor este o piesă esențială din povestea mai amplă a sistemului marțian. Descoperind originea sateliților, vom înțelege mai bine istoria atât a lui Marte, cât și a Pământului”.

Dacă sateliții s-au format în urma unui impact, mostrele colectate de MMX ar putea conține chiar fragmente din Marte, pe care cercetătorii le-ar putea studia.

„Dacă aceste obiecte sunt de fapt bucăți din suprafața marțiană care s-au unit și au format sateliți, vom colecta cele mai bine conservate mostre de la suprafața lui Marte”, a spus Edwards. Alte fragmente din Marte au ajuns deja pe Pământ sub formă de meteoriți, însă intrarea în atmosfera terestră le poate modifica.

Dacă Phobos este o bucată din Marte, ar fi un adevărat câștig pentru NASA, care a anulat la începutul acestui an programul Mars Sample Return, o misiune care ar fi trebuit să aducă pe Pământ mostrele colectate de roverul Perseverance. Cercetătorii agenției americane vor primi până la 15% din mostrele MMX pentru a le analiza.

În cei trei ani pe care îi va petrece în sistemul marțian, sonda japoneză va strânge, de asemenea, numeroase date despre Marte, care ar putea contribui la o gamă largă de descoperiri viitoare.

„MMX va realiza studii aprofundate ale atmosferei marțiene, cu accent special pe mecanismele de transport al prafului și al apei și pe procesele de pierdere a atmosferei care modelează dinamica atmosferică a lui Marte”, a explicat Fornasier.

Aceste date despre atmosferă ar putea acoperi temporar golul lăsat de recenta „moarte” a celebrei sonde MAVEN a NASA, care a încetat să mai trimită date spre Pământ la sfârșitul anului trecut.

Analiza craterelor de pe sateliții lui Marte ar putea oferi și indicii despre alte evenimente din istoria planetei. De exemplu, unii cercetători cred că Planeta Roșie ar fi avut cândva inele, asemenea lui Saturn, sau un satelit mai mare.

Alți experți speră că rezultatele misiunii MMX vor pregăti terenul pentru viitoare misiuni de explorare și, poate, de colonizare a planetei Marte.

„Mostrele aduse de MMX vor genera descoperiri științifice care vor schimba paradigma despre sistemul marțian pentru generațiile următoare, mai ales acum, când NASA se pregătește să trimită primii oameni pe Marte”, a declarat Nicky Fox, administrator asociat al Direcției pentru Misiuni Științifice a NASA, într-un comunicat recent.

Următoarea misiune de aducere a unor mostre de pe Marte va fi Tianwen-3, a Chinei, programată să fie lansată în 2028. Aceasta își propune să aterizeze direct pe suprafața Planetei Roșii și să colecteze mostre de acolo, potrivit Space.com.