ژاپن ماموریت بازگشت نمونه MMX را به قمر فوبوس مریخ راه اندازی کرد

ماموریت پیشگامانه ژاپن به مریخ رسما در حال انجام است و به قمرهای مرموز سیاره سرخ فوبوس و دیموس برای تلاشی تاریخی برای بازگرداندن نمونه می رود.

ماموریت کاوش قمرهای مریخی (MMX) امروز (19 اکتبر) از مرکز فضایی تانگاشیما در ژاپن، سوار بر موشک H3 که از پد-2 در مجتمع پرتاب یوشینوبوی تانگاشیما در ساعت 3:41 بعد از ظهر بلند شد، پرتاب شد. EDT (1941 GMT؛ ساعت 4:41 صبح به وقت محلی ژاپن در 20 اکتبر).

ماموریت MMX به رهبری JAXA (سازمان اکتشافات هوافضای ژاپن) به مدار مریخ می رود، جایی که دو قمر این سیاره، فوبوس و دیموس را مطالعه خواهد کرد. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، MMX اولین فضاپیمایی خواهد بود که بر روی زمین فرود می آید و نمونه هایی از فوبوس را برای مطالعه برمی گرداند، که دانشمندان فکر می کنند می تواند معمایی چند دهه درباره منشاء قمرها را روشن کند و سرنخ هایی را در مورد شکل گیری منظومه شمسی اولیه فاش کند. این دهمین پرتاب موشک دو مرحله ای H3 ژاپنی بود که به طور مشترک توسط JAXA و صنایع سنگین میتسوبیشی ساخته شد.

پس از پاکسازی سکوی پرتاب امروز، پرتابگر 207 فوتی (63 متری) یک مسیر نامی را از طریق دالان صعود خود بر فراز اقیانوس آرام طی کرد و درست قبل از رسیدن ساعت پرواز به دو دقیقه، چهار تقویت کننده جامد خود را به صورت جفت پرتاب کرد. موشک حدود یک دقیقه و 20 ثانیه بعد، MMX را در معرض خلاء فضا قرار داد.

طبق گفته صنایع سنگین میتسوبیشی، مرحله اول H3 توسط دو موتور موشک LE-9 نیرو می گیرد که مخلوطی از هیدروژن مایع و اکسیژن مایع را برای تولید نیروی رانش ترکیبی 331000 پوندی (1471 کیلونیوتن) هدایت می کند. با نزدیک شدن به ساعت ماموریت T+5 دقیقه، H3 روش قطع موتور اصلی خود را اجرا کرد و از مرحله دوم جدا شد که حدود 10 ثانیه بعد موتورهایش را به مدت 5.5 دقیقه مشتعل کرد.

اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، مرحله بالایی H3 برای بار دوم موتور خود را برای سوختن تزریق ترانس مریخ حدود یک ساعت و چهار دقیقه پس از بلند شدن، مشتعل می کند، مانوری که تقریبا شش دقیقه و 25 ثانیه طول می کشد. MMX حدود یک دقیقه پس از اتمام آن سوختن، در حالی که تقریبا 368 مایل (592 کیلومتر) بالای آفریقای مرکزی پرواز می کند، از مرحله بالایی موشک رها می شود.

ماژول پیشرانه MMX (سمت چپ) و ماژول‌های اکتشاف و بازگشت (راست)، که با هم فضاپیمای کاوش ماه مریخی ژاپن (MMX) را تشکیل می‌دهند، در مرکز فضایی تانگاشیما در Minamitane، استان کاگوشیما در 13 اوت 2026 مشاهده می‌شوند. سپس MMX تحت قدرت خود و در مسیر مریخ قرار خواهد گرفت. این ترانزیت بین سیاره ای حدود 10 ماه طول خواهد کشید و قرار است این فضاپیما در آگوست 2027 به سیاره سرخ برسد.

هنگامی که این کار انجام می شود، ماژول پیشرانه MMX یک سوختن درج مداری را اجرا می کند تا خود را در یک مدار شبه ماهواره ای (QSO) در اطراف فوبوس قرار دهد، که MMX را در فضای اطراف ماه قرار می دهد و هر دو به دور مریخ می چرخند.

MMX حدود سه سال را در منظومه مریخی سپری خواهد کرد و بیشتر وقت خود را به مطالعه فوبوس 14 مایلی (22 کیلومتری) با ابزارهای علمی خود اختصاص خواهد داد. این فضاپیما همچنین مریخ‌نورد IDEFIX را حمل می‌کند، تلاش مشترک آژانس‌های فضایی فرانسه و آلمان، که قرار است در اواخر سال 2028 یا اوایل سال 2029 در سطح فوبوس مستقر شود.

پس از یک کمپین نقشه برداری برای انتخاب مکان های مناسب برای فرود، MMX دو تاچ داون جداگانه روی فوبوس برای جمع آوری و ذخیره نمونه ها در کپسول بازگشت فضاپیما انجام می دهد. پس از دومین فرود و جمع‌آوری نمونه، MMX برای مدت کوتاهی با فوبوس به QSO بازمی‌گردد و سپس به مداری درازتر به دور مریخ منتقل می‌شود که با قمر کوچکتر سیاره، دیموس، که فقط 8 مایل (14 کیلومتر) قطر دارد، تلاقی می‌کند.

MMX در طول چند ماه آخر زمان خود در اطراف مریخ، یک سری پروازهای Deimos را قبل از عزیمت به زمین در نوامبر 2030 انجام خواهد داد. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، کپسول برگشت نمونه MMX در سال 2031 در استرالیا فرود خواهد آمد.

دانشمندان روی آن نمونه‌ها و سایر داده‌های جمع‌آوری‌شده در زمان MMX در اطراف مریخ حساب می‌کنند تا به یک سوال دهه‌ها درباره منشأ قمرهای مریخی پاسخ دهند. نظریه های رقیب و شواهد متضاد به دو احتمال برای چگونگی بدست آوردن قمرهای مریخ اشاره می کنند.

مدارهای نزدیک دایره‌ای و استوایی آن‌ها روایتی شبیه به نحوه شکل‌گیری ماه زمین را نشان می‌دهد - در نتیجه برخورد سیاره‌ای عظیم بین مریخ و برخی سنگ‌های فضایی غول‌پیکر دیگر، که قطعاتی از این سیاره را شکست و در نهایت به هم پیوستند و ماهواره‌های طبیعی را تشکیل دادند که امروز در آنجا می‌چرخند.

تصویری ترکیبی از مریخ و دو قمر آن فوبوس و دیموس. (اعتبار تصویر: NASA/JPL/دانشگاه آریزونا) در عوض نه فوبوس و نه دیموس کروی هستند. هر دو مستطیلی و توده مانند سیب زمینی هستند. این واقعیت - همراه با ترکیب شیمیایی آنها، تا آنجا که ما توانستیم با استفاده از طیف سنجی تلسکوپی بگوییم - به این احتمال اشاره می کند که فوبوس و دیموس سیارک هایی از منظومه شمسی اولیه بوده اند که توسط کشش گرانشی مریخ دستگیر شده اند.

اعضای تیم ماموریت می‌گویند کشف داستان منشأ واقعی قمرها می‌تواند سرنخ‌های کلیدی درباره گذشته زمین‌شناسی مریخ، تاریخ اولیه منظومه شمسی و شکل‌گیری سیارات درونی ارائه کند.

هنگامی که نمونه‌های MMX به طور ایمن به زمین بازگردانده شدند، دانشمندان ترکیب و کانی‌شناسی آن‌ها را مطالعه می‌کنند، سپس چنین اثر انگشت‌های شیمیایی را با سنگ‌های مریخ و مواد سیارکی مقایسه می‌کنند. این تجزیه و تحلیل‌ها، همراه با داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط MMX در طول مأموریت، به شناسایی منشأ فوبوس - و به‌طور بسط، Deimos کمک می‌کند. - توسط

در حالی که JAXA هدایت MMX را بر عهده دارد، این ماموریت یک تلاش بین المللی است، با مشارکت بین سازمانی بین JAXA، ناسا و آژانس فضایی اروپا (ESA)، و همچنین شرکت های آمریکایی و اروپایی، که تعداد انگشت شماری از سخت افزار علمی و تجهیزات ارتباطی فضاپیما را تامین کردند.

کمک های ناسا به MMX شامل کاوش ماه مریخ با پرتوهای گاما و نوترون ها (MEGANE، تلفظ می شود "مه-گاه-نای") است، که یک طیف سنج پرتو گاما و نوترون است که توسط آزمایشگاه فیزیک کاربردی جان هاپکینز (APL) ساخته شده است. نمونه‌بردار پنوماتیکی ساخت شرکت Honeybee Robotics. و پشتیبانی ارتباطات با استفاده از شبکه فضای عمیق آژانس.

ناسا همچنین تقریبا 87 میلیون دلار تا پایان این مأموریت سرمایه‌گذاری کرده است که شامل تأمین مالی برای دانشمندان ایالات متحده و کارشناسان مواد نجومی در تیم MMX می‌شود. آژانس چیزی مشخص برای چنین کمک هایی دریافت می کند: حداقل 15٪ از نمونه 10 گرمی برنامه ریزی شده (0.35 اونس) بازگشتی فوبوس برای مطالعه ناسا رزرو می شود. این مواد برای تجزیه و تحلیل و نگهداری طولانی مدت در مرکز فضایی جانسون در هیوستون منتقل و نگهداری خواهند شد.

اتفاقا MMX اولین پروژه بازگشت نمونه فوبوس نیست که پرواز می کند. این تمایز مربوط به ماموریت فوبوس-گرنت ("فوبوس-خاک") روسیه است که در نوامبر 2011 پرتاب شد اما به دلیل نقص موشک نتوانست از مدار زمین خارج شود. این فضاپیمای 14.5 تنی سرانجام در ژانویه 2012 بر فراز اقیانوس آرام به زمین سقوط کرد.