NASA加入日本MMX任务，采集火卫一样本并探索火星卫星

一项国际太空事业正在成形，NASA将与日本宇宙航空研究开发机构合作开展雄心勃勃的火星卫星探测（MMX）任务。¹ 该联合项目着眼于解开有关火卫一和火卫二性质及起源的长期谜团，同时从火卫一采集原始风化层样本并运回地球。¹ 根据商定的科学交流安排，美国航天局预计将在位于休斯敦约翰逊航天中心的专用天体物质实验室接收并保管采集样本总量的约15%。¹ 证据表明，从火卫一带回的样本绝大多数将在NASA设施之外保管。¹ 这项合作让美国研究人员能够直接接触从火星系统采集的实体样本。¹ NASA获得的样本约占15%，因此带回样本中更大的一部分将在其设施之外保管。¹

MMX探测器计划于美国东部夏令时间10月19日星期一下午3:41从日本种子岛宇宙中心发射升空；当地时间为日本标准时间10月20日星期二凌晨4:41。¹ 探测器从日本发射场启程后，将进行为期数年的星际航行，飞向火星。¹ 探测器计划于2027年8月抵达火星，开始探测火星的两颗卫星。¹ 报道称，MMX探测器将在尝试于火卫一表面采样前，对火星卫星进行至少16个月的观测。¹ 初步探测结束后，探测器最早将于2028年12月采集火卫一表面物质，并于2031年将其送回地球。¹ 时间安排显示，探测器将在抵达火星后开展至少16个月的观测，最早于2028年12月在火卫一采样，并计划于2031年返回。¹

NASA为MMX提供的内容包括MEGANE光谱仪、气动采样器技术演示、深空网络跟踪与通信，以及为美国团队科学家提供资金。² 这些硬件设备和支持项目由NASA作为其探索者计划的一部分研发。² NASA科学任务理事会委托位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心负责探索者计划的日常管理。² 通过这一机构框架，美国航天局利用其遍布全球的深空网络设施，为任务提供关键的导航和通信能力。² NASA的贡献包括一台科学仪器和采样技术，以及跟踪、通信服务和对美国科学家的资助。²

NASA为任务提供的主要轨道探测设备之一是MEGANE光谱仪。¹² 这台专用光谱仪由约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室制造。² 进入目标天体上空后，MEGANE仪器将通过探测火卫一表面释放的中子和伽马射线，确定其元素组成。¹ 这些测量将绘制月壳各处所含化学元素的分布图，而不必触碰地面。¹ MEGANE通过探测火卫一表面的辐射来评估其元素构成，而不是由仪器本身采集物质。¹

探测器着陆采集物质时，将依靠直接部署在地面的复杂装置。¹ 气动采样器安装在探测器的一条着陆腿上，用于采集火卫一表面的风化层。¹ 工程记录显示，蓝色起源旗下子公司蜂巢机器人公司制造了探测器的气动采样系统。² 气动采样器通过喷射高压氮气收集表面风化层，并与JAXA的C-Sampler配合工作；后者通过钻探采集更深处的岩芯。¹ 当前任务文件表明，MMX任务将采用2种不同的采样机制，采集火卫一表面和浅层地下的物质。¹ 氮气脉冲采样器收集表面物质，而JAXA的C-Sampler则向更深处钻探，使任务能够通过2种方式采集火卫一物质。¹

采集不同结构深度的样本，是评估目标卫星地质历史的关键。¹ NASA项目科学家汤姆·斯塔特勒解释说，火卫一和火卫二可能起源于火星遭受巨大撞击，也可能是数十亿年前被火星引力捕获的小行星。² 研究这两颗卫星究竟由火星喷出物构成，还是被捕获的小行星天体，关乎行星科学领域长期存在的争论。¹² 双重采集方式确保研究人员能够获得浅层表面颗粒和地下钻取的岩芯，以检验这些相互竞争的形成假说。¹ 这两种起源假说的区别在于，这些卫星是由与火星的碰撞形成，还是被捕获的小行星；采集到的物质将用于帮助研究它们的历史。¹²

除了厘清这两颗卫星的来源，这项研究结果还将对理解类地行星演化产生广泛影响。² 科学家指出，了解火星卫星的起源，有助于深入认识地球和其他内行星积累水和有机物的早期阶段。² 原始小天体能够保存来自原始太阳星云的化学痕迹，因此其物质可以帮助我们了解挥发性化合物在早期如何运抵行星。¹² 在地球实验室分析实体样本，将使研究人员能够测量仅凭轨道探测无法分辨的同位素和有机物特征。¹² 这项任务的意义不止于火星：关于火星卫星起源的发现有望帮助人们理解地球和其他内行星如何获得水和有机物。²

NASA领导层强调，带回这些物质将改变科学家对邻近行星的认识，并为未来探索做好准备。² NASA副局长尼基·福克斯表示，MMX带回的样本将为后世提供有关火星系统的突破性科学见解，尤其有助于为载人火星任务做准备。² 从表面风化层中获得的知识将为未来前往这颗红色星球的载人航天任务提供工程决策和运行规划方面的参考。² 因此，这项采样任务连接了基础行星科学与长期太空探索目标。¹² 人们认为，带回样本的价值既在于为后世带来科学见解，也在于为载人火星任务做好准备。²

样本舱于2031年将地外物质送抵地球后，获得NASA资助的研究人员将与国际科学家合作，分析MMX数据和带回的样本，以重建火卫一和火星的历史。¹² 样本保管安排规定，采集样本总量中约15%将交由位于休斯敦约翰逊航天中心的天体物质实验室保管，供美国方面研究。¹ 与此同时，更多样本将在NASA设施之外保管，为全球合作研究网络提供支持。¹ 通过结合轨道勘察与实验室研究，这项合作旨在实现核心目标：厘清火卫一和火卫二的特征及起源。¹² 获得NASA资助的研究人员和国际科学家将分析任务数据和带回的物质；大多数样本将在NASA之外保管，NASA则负责约15%。¹²