日本欲带回10克火卫一的样本

北京时间10月20日凌晨，一枚63米高的H3火箭从日本种子岛航天中心升空。

它送上天的，是日本迄今最重、最雄心勃勃的行星际探测器，

火星卫星探测器 MMX（Martian Moons eXploration）。

火卫一悬于火星上方，由欧洲“火星快车”号探测器拍摄。

图源：ESA/DLR/FU Berlin/Andrea Luck

这趟旅程预算约5.78亿美元，为期5年。目标只有一个，登陆火星最大的卫星火卫一，挖一点土带回地球。

如果成功，这将是人类第一次从火星的卫星上取回样本。

01  发射成功，“目前一切顺利”

这次发射的H3火箭用上了全新的“加强版”配置，4台固体助推器、主发动机全推力运行，还加长了整流罩，专门为这个“大家伙”量身定制。

一枚日本H3火箭搭载MMX任务从日本种子岛宇宙中心升空。

图源：JAXA

火箭上面级把探测器加速到每小时3.8万公里以上，足以摆脱地球引力。起飞约 71 分钟后，重约4.5吨的MMX与火箭分离，其中三分之二的重量是燃料。

分离后不久，探测器就和地面建立了联系，顺利展开太阳能帆板。

探测器状态非常稳定。目前一切顺利。

—— 川胜康弘，JAXA MMX 项目经理

一段五年的漫长旅程，刚刚开始。

—— 山川宏，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）理事长

02  火卫一：一颗“土豆”形状的月亮

火星有两颗小卫星：火卫一（Phobos）和火卫二（Deimos）。

火卫一是较大的那颗，长得像一颗坑坑洼洼的土豆，平均直径约22公里，表面积和美国休斯敦市差不多。

它离火星非常近，距离大约只有月球到地球距离的 1/40。

关于这两颗小卫星，科学家一直有个悬而未决的问题：它们到底是怎么来的？

关于火卫一和火卫二，最有趣的问题之一就是：这两颗小卫星为什么会在那里？它们在某些方面很像外侧小行星带的小行星，可能是被火星引力俘获的；但也有证据表明，它们可能是火星早期遭遇一次巨大撞击后留下的残骸。

—— 汤姆·斯塔特勒，NASA 太阳系小天体首席科学家

是“被抓来的小行星”，还是“撞出来的碎片”？只有把样本拿回实验室，才能给出答案。

03  5年行程表：怎么去，怎么回？

MMX 任务主要节点

其中有个技术难点值得一说：探测器没法“绕着”火卫一转。

因为火卫一的引力太弱，而火星的引力又太强，探测器无法在火卫一周围建立稳定轨道。

工程师的办法是采用一种叫“准卫星轨道”的特殊轨道，探测器实际上仍然绕着火星转，但始终“伴飞”在火卫一附近，可以随时机动靠近。

04  最惊险的时刻：在“失重”的土豆上着陆

2028年底到2029年初，MMX 会先放下一个“先遣兵”，

一辆鞋盒大小的四轮小车，名叫Idefix，由法国和德国航天机构联合研制。它将在火卫一上尝试行驶最多100天。

MMX探测器在火星与火卫一附近点火推进的艺术想象图。

图源：JAXA

这可不容易：火卫一的引力不到地球的千分之一，地形又崎岖不平，稍不注意就可能“飘”起来。

真正的高潮在2029年：探测器本体将尝试最多两次着陆火卫一。

它的四条着陆腿专门设计了吸能结构，防止着陆时侧翻，或者直接被弹回太空，在这种微弱又不均匀的引力场里，这是真实存在的风险。

着陆后，探测器会在地面停留几个小时，用两套独立的采样装置同时取样：

火星卫星探测（MMX）任务的推进模块（左）和探测模块（右）在日本种子岛宇宙中心进行发射前准备工作。

图源：Yuichi Yamazaki/AFP via Getty Images

机械臂末端的钻芯取样器，钻出一根雪茄形状的样本；

着陆腿上由NASA提供的气动采样器，喷出高压氮气，把火卫一表面的颗粒“吹”进收集罐。

科学家预计，这次至少能带回10克火卫一物质。

05  意外彩蛋：可能捎回一点“火星土”

因为火卫一离火星实在太近，几十亿年来，火星表面被撞击溅起的物质，可能有一部分落到了火卫一上。

这意味着，MMX 带回来的样本里，说不定混着一点点火星本身的物质。

直接从火星表面取样返回，难度要大得多。这次的样本，或许能让科学家提前“尝个鲜”。

火卫一是火星两颗卫星中较大的一颗，这张图像由美国宇航局（NASA）火星勘测轨道飞行器上的高分辨率成像科学实验（HiRISE）相机拍摄。

图源：NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

此外，川胜康弘还提到，MMX 的勘察结果也能帮助评估：火卫一未来是否适合作为载人火星探索的“中转站”。

06  日本凭什么敢接这个活？

答案是：隼鸟号。

日本主导的隼鸟号和隼鸟2号，是世界上最早两次从小行星带回原始样本的任务。深空采样返回，已经成了日本航天的“看家本领”。

我们在这些领域有过硬的成功记录。我相信其他国家之所以参与，是因为他们认为：如果想做天体采样返回，加入日本主导的任务，比美国或欧洲自己单干更有把握。

—— 川胜康弘

这次任务也是一次国际合作：NASA 提供了一套采样器和一台伽马射线与中子谱仪，作为回报，美国科学家将获得 15% 的样本；欧洲则贡献了 Idefix 火星车。

值得一提的是，MMX 并不是第一个尝试火卫一采样的任务。前人的尝试都失败了：苏联 1988 年发射的两个带火卫一着陆器的探测器，都在完成任务前失联；俄罗斯 2011 年的“福布斯—土壤”号，发射后不久就失败了，连地球都没能离开。

从远处的遥感数据看，这两颗卫星更像原始小行星，但这无法告诉我们它们的确切性质。任务的目标，就是揭开火星卫星的起源。如果弄清了起源，就能告诉我们太阳系早期发生了什么。

—— 帕特里克·米歇尔，法国小行星科学家、Idefix 项目联合负责人

飞行数亿公里，

耗时整整五年，

只为带回 10 克土。

但这 10 克里，

可能藏着太阳系童年的秘密。

2031年样本落地时，你最想知道什么答案？

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参考

https://arstechnica.com/space/2026/10/japan-launches-mission-to-bring-home-a-piece-of-the-martian-moon-phobos/

本文转载自微信公众号「Space Daily」，作者：太空日报，已获授权。阅读原文