Martian Moons eXploration

Martian Moons eXploration
Исследование марсианских лун
Производитель	JAXA
Оператор	Японское агентство аэрокосмических исследований
Задачи	Доставить грунт со спутников Марса
Пролёт	Марс
Стартовая площадка	Танегасима, ЛА-И
Ракета-носитель	H3 (ракета-носитель)
Запуск	2026[1]
Длительность полёта	5 лет (планируется)
NSSDCA ID	MMX-MARS
Технические характеристики
Источники питания	Солнечные панели
Целевая аппаратура
Разрешение изображения	7680x4120, 3840x2160
mmx.jaxa.jp/en/
Медиафайлы на Викискладе

Исследование марсианских лун (MMX) — роботизированный космический зонд, запуск которого запланирован на 2026 год, чтобы доставить первые образцы с крупнейшего спутника Марса Фобоса. Разработанный Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) и анонсированный 9 июня 2015 года, MMX приземлится и соберёт образцы с Фобоса один или два раза, наряду с проведением наблюдений за облётом Деймоса и мониторингом климата Марса.

Миссия

Космический аппарат выйдет на орбиту вокруг Марса, затем перейдёт на Фобос, приземлится один или два раза и соберёт частицы реголита, похожие на песок, с помощью простой пневматической системы. Миссия спускаемого аппарата направлена на извлечение минимум 10 г (0,35 унции) образцов. Затем космический аппарат взлетит с Фобоса и совершит несколько облётов меньшей луны Деймос, прежде чем отправить возвращаемый модуль обратно на Землю, который прибудет в 2031 году.

Архитектура миссии использует три модуля: двигательный модуль (1800 кг), исследовательский модуль (150 кг) и возвращаемый модуль (1050 кг). Поскольку масса Деймоса и Фобоса слишком мала, чтобы захватить спутник, невозможно вращаться вокруг марсианских лун в обычном смысле этого слова. Однако орбиты особого рода, называемые Квазиспутниковыми орбитами (GSO), могут быть достаточно стабильными, чтобы обеспечить многомесячную эксплуатацию вблизи Луны.

Руководителем миссии является Ясухиро Кавакацу.

Цели

Главной целью Martian Moons eXploration является сбор грунта с луны Марса, Фобоса, для дальнейшей его отправки на Землю и подробного изучения^[2]. Грунт Фобоса поможет учёным понять как зарождалась Солнечная система и то, как она эволюционировала, что поможет понять как зародилась жизнь, а это одна из ключевых целей науки сегодня. Также грунт поможет понять как транспортировалась вода в Солнечной системе, считается что вода не могла сохраниться в момент зарождения Солнечной системы из-за близкого нахождения к Солнцу. Вторая, но не маловажная цель состоит в том, чтобы доставить на Фобос немецко-французский ровер, для изучения его поверхности и химического состава на протяжении 3 месяцев. Совместно с этим MMX будет активно изучать Марс и его спутники, с помощью научных приборов со всей Земли^[3].

Научные цели

• Прояснение происхождения марсианских лун и процесса формирования планет в Солнечной системе.
• Разъяснение процесса эволюции марсианской сферы (Марс, Фобос, Деймос).

Инженерные цели

• Создать технологию, необходимую для обратного перелета между Землей и Марсом.
• Внедрить передовые методы отбора проб на небесных телах.
• Установить оптимальные технологии связи с использованием недавно разработанной наземной станции.

Планируемый ход работы

Ожидается, что в 2026 году MMX взлетит с помощью ракеты-носителя H-3 со стартовой площадки Танегасима в Японии. Примерно через год полёта MMX достигнет Марса и выйдет на его орбиту. Затем восемь научных приборов исследовательского модуля приступят к изучению поверхности и характеристике поверхностей Фобоса и Деймоса. Посадка марсохода на Фобос запланирована на начало 2027 года. Это включает в себя спуск марсохода с высоты от 40 до 100 метров над поверхностью, самостоятельное наведение после приземления, и, как ожидается, несколько небольших прыжков, а затем приведение его в рабочее состояние. Затем начнётся примерно трёхмесячный период измерений, в течение которого марсоход будет приближаться к различным целям, представляющим интерес для научного анализа^[4].

По завершении миссии материнским зондом, с учётом результатов, полученных марсоходом, будут собраны образцы почвы, которые будут доставлены на Землю с помощью возвращаемого модуля. Именно туда они должны прибыть в 2031 году для дальнейшего анализа в земных лабораториях.

Международное сотрудничество

НАСА, ЕКА и CNES также участвуют в проекте и предоставят научные инструменты. США предоставят нейтронный и гамма-спектрометр MEGANE (аббревиатура от Mars-moon Exploration с гамма-лучами и нейтронами, что также означает «очки» по-японски), а Франция (CNES) — спектрометр ближнего ИК-диапазона (NIRS4/ MacrOmega). Франция также предоставляет экспертные знания в области динамики полёта для планирования орбитальных и посадочных манёвров миссии.

Продолжается разработка и тестирование ключевых компонентов, включая пробоотборник. По состоянию на 2020 год запуск MMX запланирован на сентябрь 2024 года, и он вернётся на Землю через пять лет.

Научное оборудование

Научная нагрузка состоит из японских и международных материалов^[5]:

• TENGOO — телескопический надирный тепловизор для геоморфологии, узкопольная камера для детального изучения местности.
• OROCHI — оптический радиометр, состоящий из хроматических тепловизоров, широкоугольной камеры видимого света.
• ЛИДАР — устройство обнаружения света и определения дальности, использует лазер для отражения света от поверхности Луны, для изучения высоты поверхности и альбедо.
• MIRS — инфракрасный спектрометр MMX, прибор наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне для характеристики минералов, составляющих спутники Марса. Разработано в партнерстве с CNES, Франция.
• MEGANE — (в переводе с японского MEGANE означает «очки») Исследование Марса и Луны с помощью гамма-лучей и нейтронов, спектрометра гамма-лучей и нейтронов, разработанного в партнёрстве с НАСА
• CMDM — Около-марсианский пылевой монитор, устройство для подсчёта пыли для характеристики окружающей среды вокруг марсианских лун
• MSA — масс-спектроанализатор, прибор для изучения ионной среды вокруг Марса

JAXA будет сотрудничать с Японской радиовещательной корпорацией (NHK) в разработке «Камеры Super Hi-Vision», которая сочетает в себе камеры 4K и 8K, благодаря чему впервые изображение Марса будет получено в разрешении 8K.^[5] Изображения будут регулярно передаваться на Землю вместе с полётными данными, чтобы воссоздать исследование MMX вокруг Марса и его спутников. Исходные данные изображения будут сохранены в записывающем устройстве в возвращаемой капсуле MMX и доставлены на Землю в рамках миссии по возврату образцов.

Кроме того, в качестве дополнительных инструментов были предложены гравитационный градиентометр (GGM), спектроскоп лазерно-индуцированного пробоя (LIBS), модуль выживания миссии (MSM)^[5].

После исследования, проведённого французским космическим агентством НЦКИ, было решено, что космический корабль доставит небольшой ровер, предоставленный CNES и Немецкий центр авиации и космонавтики (DLR). Марсоход будет оснащён камерами, радиометр и рамановским спектрометром для исследования поверхности марсианской Луны на месте^[5].

Марсоход

Перед тем как посадочный модуль MMX приземлится на Фобос он просканирует территорию посадки и выделит интересные места. После проанализирует их состав и текстуру для дальнейшей навигации и изучений ровера. Сам марсоход создали немецкое агентство DLR и французское CNES^[6].

Вклад немецкого агентства DLR

Восемь институтов DLR из пяти кампусов вносят свой вклад в создание марсохода.^[7]

• Институт робототехники вместе с Институтом мехатроники отвечают за общее руководство проектом. Также совместно с Институтом космических систем за системную инженерию.
• Институт робототехники и мехатроники создали пакет программ для автономного движения ровера на Фобосе.
• Вместе Институты Робототехники, роботроники, системной динамики и управления отвечали за систему наведения и передвижения (локомоторную систему) 25-килограммового марсохода.
• Институт программных технологий помогал в разработке программного обеспечения для передвижения и навигации ровера.
• Институт систем лёгких конструкций сделал лёгкую и прочную углеродную обшивку.
• Институт системной динамики и управления провёл обширное моделирование природы грунта Фобоса и безопасного передвижения марсохода.
• Институт планетарных исследований DLR предоставил радиометр miniRAD.
• Институт оптических сенсорных систем DLR — рамановский спектрометр RAX.

Вклад французского агентства CNES

• CNES вносит значительный вклад с помощью систем камер в пространственную ориентацию и разведку на поверхности, а также в изучение механических свойств грунта^[7].
• CNES разрабатывает центральный сервисный модуль марсохода, включая бортовой компьютер, а также систему питания и связи^[7].
• Окончательная интеграция и тестирование проходят CNES в Тулузе^[7].

Общая работа

Пользовательский центр космических экспериментов DLR (MUSC) в Кельне, Германия, совместно с Университетом Лазурного берега (Франция) руководит марсоходом и отвечает за управление полезной нагрузкой. После запуска миссии MMX марсоход будет эксплуатироваться центр управления CNES в Тулузе, Франция, и DLR MUSC в Кёльне, Германия^[7].

Примечания

Ссылки

• Миссия по возвращению образцов с Фобоса готовится к запуску в 2024 году
• Официальный сайт миссии
• Статья о MMX
• Предложение о возможном появлении спутников Марса
• О марсаходе на Фобасе
• Статья о MMX и о марсоходе
• Официальный ютуб канал JAXA
  
• Киниматографичный ролик о MMX
• Подробное описание коробля с чертежами
• Видео от JAXA о MMX
• Видео о создании ровера на ютубе
• Моделируемое поведение ровера на Фобосе, ролик на ютубе