Японская миссия MMX готовится отправится к Марсу, чтобы раскрыть тайну происхождения его спутников

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) готовит к запуску миссию «Исследование марсианских спутников» (MMX), которая должна ответить на давний вопрос о происхождении Фобоса и Деймоса. Запуск аппарата запланирован на 19 октября с космодрома Танегасима на юге Японии.

Луна у Земли появилась в результате драматического события: более четырех миллиардов лет назад небольшая планета врезалась в нашу, выбросив в космос расплавленные породы. Со временем эти обломки слились в знакомый нам спутник, который каждую ночь виден с любой точки Земли. Однако у Марса ситуация иная. Красная планета обладает двумя небольшими спутниками неправильной формы — Фобосом и Деймосом. Их происхождение до сих пор остается загадкой, и однозначного ответа у ученых нет.

Фобос крупнее и находится ближе к Марсу. Его средний диаметр составляет 22,2 километра, а масса достигает 10 637 миллионов килограммов. Деймос заметно меньше: его диаметр около 12,5 километра, а масса — 1 480 миллионов килограммов. Оба спутника были открыты американским астрономом Асафом Холлом в 1877 году.

В научном сообществе преобладают две основные гипотезы о происхождении этих лун. Первая — теория гигантского столкновения. Согласно ей, на раннем этапе истории Марса в него врезалось небесное тело, размером в треть размера Марса. Этот удар выбросил в космос огромное количество вещества. Механизм напоминает тот, что, по мнению ученых, привел к появлению Луны у Земли. Однако в случае с Марсом из выброшенного материала образовался один крупный спутник и множество более мелких. Со временем мелкие обломки распались и упали на поверхность планеты. Моделирование, проведенное Паскалем Розенблаттом из Лаборатории планетологии и геодинамики в Нанте и его коллегами, показывает, что только Фобос и Деймос могли сохраниться до наших дней.

Вторая гипотеза известна как теория захваченных астероидов. Она возникла еще в 1960-х годах. Согласно этой идее, Фобос и Деймос изначально были астероидами, которые подошли к Марсу слишком близко и были захвачены его гравитацией. Предполагается, что эти объекты могли сформироваться внутри или немного за пределами пояса астероидов между Марсом и Юпитером. Не исключено, что они даже представляли собой двойную систему, два астероида, вращающихся друг вокруг друга. Оба спутника отличаются низкой плотностью, что указывает на их пористое строение.

Однако у этой теории есть слабое место: для захвата астероидов приливными силами Марсу требовалась бы чрезвычайно плотная атмосфера. Сегодня атмосфера Красной планеты разрежена и состоит в основном из углекислого газа. Кроме того, захваченные планетами астероиды обычно движутся по сильно вытянутым орбитам, тогда как орбиты Фобоса и Деймоса почти круговые.

Существуют и другие, менее популярные теории. Одна из них предполагает, что спутники возникли из обломков разрушенной «протолуны». Другая, еще менее известная, говорит о миллиардолетних циклах на Марсе: кольца из каменистого материала, вращающиеся вокруг планеты, со временем сливаются в спутники. Затем под действием гравитационных сил эти луны разрываются, образуя новые кольца. В рамках такого сценария мы просто живем в эпоху, когда обломки приняли форму лун, а не колец.

В условиях сохраняющейся неопределенности японская миссия MMX планирует собрать более 10 граммов материала с поверхности Фобоса. Это станет первой в мире миссией по доставке образцов с марсианской луны. Если в образцах обнаружится большое количество вещества с самого Марса, а также материала от астероида, столкнувшегося с Красной планетой, это подтвердит теорию гигантского столкновения. Если же состав Фобоса окажется схож с составом метеоритов известных категорий, это будет свидетельствовать в пользу теории захвата.

Полет аппарата MMX к Марсу и обратно займет около пяти лет. Он прибудет к Красной планете в конце 2027 года и вернется на Землю в 2031 году. Космический аппарат состоит из трех модулей: один для полета к Марсу, один для посадки на Фобос и еще один для доставки образца на Землю. На борту размещено 11 научных приборов, включая гамма-спектрометр и нейтронный спектрометр для измерения химического состава Фобоса, две камеры и прибор ближнего инфракрасного диапазона для изучения минералов. Кроме того, MMX доставит на поверхность Фобоса марсоход весом 25 килограммов под названием Idefix.

На протяжении десятилетий происхождение необычных спутников Марса оставалось предметом ожесточенных споров. Теперь, с запуском этой космической миссии, ученые могут оказаться на пороге важного открытия.

Если миссия MMX успешно соберет и доставит образцы грунта с Фобоса, ученые смогут окончательно определить, являются ли спутники Марса результатом гигантского столкновения или же захваченными астероидами. Это разрешит давний научный спор и прольет свет на раннюю историю Солнечной системы.