JAXA 雄心勃勃的 Phobos 任务甚至将拥有欧洲制造的火星车

日本正在向火卫一发射宇宙飞船对其进行研究并收集样本返回地球。 德国漫游者将成为乐趣的一部分。 图片来源:NASA/JPL-Caltech/亚利桑那大学

日本和德国在科技领域有着悠久的合作历史。 两国有一个科技合作联合委员会,几十年来举行了多次会议。 两国都拥有先进、强大的经济和先进的技术诀窍,因此他们在科学活动上进行合作是有道理的。

这一次,他们的合作对象是一小块马铃薯状的岩石:火星的卫星火卫一。

2024 年,日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 计划向火卫一和火卫二发射火星卫星探索 (MMX) 任务。 Deimos 将获得飞越待遇,但 JAXA 对 Phobos 有更雄心勃勃的想法。 他们打算让一艘航天器在火卫一上着陆——也许两次——并收集样本返回地球。 (JAXA 有从其他地方收集样本的记录,所以不要打赌他们。)

德国航空航天中心 (DLR) 将派出一辆火星车执行任务。 漫游者被称为 MMX 漫游者,一种 25 公斤(55 磅)的小型轮式车辆,将从大约 50 米的高度“掉落”在火卫一表面。

DLR 的 Markus Grebenstein 博士说:“凭借 MMX 漫游车,我们在技术方面开辟了新天地,因为以前从未有过带轮子的探索车在一个只有地球引力的千分之一的小天体上行驶”位于 Oberpfaffenhofen 的机器人与机电一体化研究所。

将火星车送上火卫一的表面并不是一个普通的着陆程序。 这辆小车将被扔到月球上,并在坠落时翻滚。 当它到达水面时,它需要自我调整并开始工作。


此图显示 MMX 漫游车被运送到位于不来梅的 DLR 站点,工程师将在那里完成组装。 学分:DLR

“当火星车在与航天器分离后自由落体到 Phobos 上时,它会在着陆时进行几次‘翻筋斗’而不会受到损坏,然后停在一个不可预测的位置。在这种情况下,它必须在推进力的帮助下自主直立系统并展开它的太阳能电池板,”DLR 的 MMX 漫游者项目经理 Grebenstein 说。 “最后,它会非常小心地以每秒几毫米的速度行驶,以便在低重力的情况下通过其特殊的轮子保持与地面的接触。”

到达那里后,它将使用其仪器:辐射计和拉曼光谱仪对月球表面进行现场测量。 为什么是那两个?

这是因为有关 Phobos 及其兄弟 Deimos 的问题。 科学家不确定它们是从太阳系主带或其他地方(可能远在柯伊伯带)捕获的小行星,还是在火星形成的碎石堆小行星。 一些证据表明它们正在被火星的引力撕裂。 它们甚至可能已经被摧毁一次并再次重组,或者它们可能是撞击的结果,将火星物质送入轨道,并在那里聚集。

拉曼光谱仪将揭示火卫一的矿物成分。 矿物成分对于理解火卫一的起源至关重要。 像任何太阳系天体一样,它的组成告诉科学家它来自哪里。 例如,一些元素在内太阳系中更为常见,而另一些元素只在霜线以外形成。

火星车的辐射计将测量月球电磁辐射的强度。 它将调谐到红外光谱并有效测量 Phobos 的温度。 这有助于了解月球的孔隙度,科学家可以将其与其他太阳系天体进行比较。 科学家可以利用这些数据来帮助了解月球的起源。

漫游者还将有四个摄像头:两个用于导航,两个用于监视地面上的轮子。

该任务的最高成就将是样本返回。 JAXA 打算超越其从隼鸟 2 号任务中取得的令人印象深刻的采样成就。 该任务返回了小行星 Ryugu 的样本,这些样本是富含碳的碎片。 它们将帮助确定输送到地球的水和有机分子的来源。

通过 MMX,JAXA 希望收集到比 Ryugu 样本大得多的样本,最多可达 100 倍。 由于火卫一的条件,任务只有 90 分钟的时间在夜幕降临前收集样本,航天器需要离开地表。 如果一切顺利,样本将于 2029 年返回地球。

这些限制不会影响火星车。 它会进行测量,然后死在 Phobos 上,但首先,它会参与采样操作。 MMX 漫游者将首先到达地面并帮助确定探索模块的着陆点。 来自流动站的数据和图像也将作为轨道飞行器仪器的参考。

在这项任务中有多个层次的国际合作。 MMX 任务是日本的项目,DLR 将提供漫游车。 但西班牙正在帮助开发拉曼光谱仪,法国航天局也参与了该项目。

因此,当任务有望降落在火卫一上并成功收集样本时,几个国家的科学家和工程师团队会兴高采烈。