В ходе Парижского авиасалона космические агентства Франции, Германии и Японии подписали соглашение, которое позволит запустить в космос франко-германский ровер IDEFIX, предназначенный для работы на марсианском спутнике Фобос, на борту японского космического аппарата Martian Moon eXploration (MMX), предназначенного для исследования того же спутника в рамках общей миссии.

MMX, иллюстрация. Источник изображения: JAXA

Хотя Марс за полвека исследований уже посетило огромное число орбитальных и посадочных модулей, марсоходов и других космических аппаратов, ни один аппарат до сих пор не высадился на местных лунах — Фобосе и Деймосе. Предпринимались попытки изучения «внутренней» луны — Фобоса, но они закончились неудачами. Достаточно вспомнить российский проект «Фобос-Грунт», завершившийся на дне океана более 10 лет назад. Тем не менее, интерес к этому небольшому (22 км в диаметре) небесному телу не пропадает — с момента открытия в 1877 году строятся всё новые теории о его природе. В частности, ещё в 1950-е годы странные орбитальные параметры объекта, вращающегося вокруг Марса трижды за день, а также параметры его яркости, привели к рождению теории о том, что спутник — искусственного происхождения и в своё время построен вымершей марсианской расой.

На сегодня с Фобосом связаны две основные теории. Согласно первой, он представляет собой скопление обломков, оставшихся после формирования Марса и/или захваченных у пролетающих астероидов. Согласно второй, местная луна появилась в результате столкновения с Марсом массивного небесного тела — ещё на заре формирования Солнечной системы. Для поиска некоторых ответов японское аэрокосмическое агентство JAXA намерено организовать отправку к Фобосу аппарата MMX в следующем году — именно тогда Земля и Марс будут в наилучшей позиции друг относительно друга для полёта. Когда MMX достигнет Марса, он постепенно выйдет на орбиту вокруг Фобоса. Поскольку поле тяготения луны составляет всего 1/1000 земного, фактически о «заданной» гравитацией орбите не может быть и речи — речь идёт о т.н. «квазиспутниковой орбите» (QSO), которая будет искусственно поддерживаться космическим аппаратом.

IDEFIX, иллюстрация. Источник изображения: DLR

Создаваемый немецким аэрокосмическим агентством DLR и французским CNES ровер IDEFIX массой 25 кг, похожий на чёрный ящик с четырьмя колёсами, будет высажен на поверхности Фобоса. Передвижение вряд ли будет простым, поскольку гравитация на поверхности мала настолько, что подпрыгнувший человек мог бы улететь в космос. Другими словами, роверу потребуются колёса, способные буквально «вгрызаться» в местный грунт. Кроме того, IDEFIX получит специальную автономную систему навигации.

Ровер с питанием от солнечных элементов будет применять радиометр miniRAD и спектрометр RAX для изучения температурных особенностей и минерального состава марсианской луны, также будут установлены камеры для поиска площадок для посадочного модуля MMX для сбора 10 г образцов роботизированной рукой. Образцы грунта отправятся на Землю.

Сейчас происходит финальная сборка компонентов ровера, которая должна быть закончена в ближайшие пару месяцев, после чего его доставят в Японию для сопряжения с модулем MMX с помощью специальных креплений.

Новое исследование позволяет заново оценить странные параллельные борозды на поверхности крупнейшей из лун Марса — Фобоса. Учёные не исключают, что они свидетельствуют о том, что гравитация Красной планеты постепенно разрывает это спутник на части.

Источник изображения: NASA

По данным учёных, необычные борозды, ранее считавшиеся следами древнего столкновения с астероидом — на деле заполненные пылью каньоны, которые становятся всё шире по мере того, как гравитационные силы планеты всё сильнее преображают поверхность спутника.

Фобос имеет вытянутую форму и размер его достигает 27 км в самой широкой части, небесное тело вращается на расстоянии около 6 тыс. км от Марса, трижды облетая планету за местные сутки. Для сравнения диаметр Луны составляет порядка 3475 км, спутник находится на расстоянии 384 400 км от Земли, а полный оборот вокруг нашей планеты он делает за 27 дней.

В отличие от Луны, орбита Фобоса нестабильна, фактически спутник очень медленно падает на поверхность Красной планеты, в среднем приближаясь к ней на 1,8 м каждые 100 лет. Главной загадкой спутника является его «полосатая» поверхность — наиболее популярная среди учёных теория утверждает, что борозды образовались, когда в Фобос врезался астероид, кроме них оставив после себя кратер Стикни диаметром 9,7 км.

Результаты нового исследования, опубликованные 4 ноября в The Planetary Science Journal, позволяют предположить, что борозды — результат того, что спутник Марса буквально разрывает на части приливными силами. В случае с Фобосом приливные силы тем сильнее, чем ближе спутник опускается к планете — когда-нибудь они станут сильнее гравитации, удерживающей объект в целом виде и Фобос перестанет существовать, превратившись в тонкое кольцо обломков, вращающихся вокруг Марса, наподобие колец Сатурна.

Ранее считалось, что структура спутника слишком рыхлая и мягкая для того, чтобы под воздействием гравитации появились подобные разломы. Тем не менее новое исследование с использованием компьютерных моделей позволяет предположить, что мягкая поверхность может лежать на гораздо более плотном слое, который и формирует каньоны-разломы, в которые ложится местная пыль с поверхности, в результате образуются видимые борозды. При таком строении спутника, вполне возможно, формирование параллельных трещин стабильного размера.

Европейский зонд Mars Express смог глубже заглянуть под поверхность марсианского спутника Фобос, чем когда-либо раньше — обнаружены потенциальные следы неизвестных структур, которые, возможно, помогут пролить свет на происхождение небесного тела.

Фобос //Источник изображения: ESA

Mars Express, уже 19 лет работающий на марсианской орбите, прошёл всего в 83 км от Фобоса 22 сентября 2022 года, прозондировав поверхность местной луны с помощью специального радара MARSIS с обновлённым программным обеспечением — в первую очередь он предназначен для подземного зондирования и исследования ионосферы Красной планеты.

Понимание внутренней структуры Фобоса может пролить свет на тайну его происхождения. Дело в том, что две луны Марса — Фобос и Деймос в отличие от главных лун Солнечной системы очень невелики — по 27 и 15 км в поперечнике соответственно и имеют состав, аналогичный углеродистым астероидам C-типа. Кроме того, обе луны, как и астероиды, имеют неправильную форму — из-за этого учёные предположили, что астероидами они и являются. Не исключено, что в своё время они были захвачены гравитацией Марса из космического пространства.

Тем не менее орбиты спутников Марса лежат над экватором и отличаются довольно правильной формой. Если бы речь шла о захваченных гравитацией астероидах, те, вероятно, имели бы эллиптические орбиты и вращались вокруг планеты в разных плоскостях.

Является ли спутники Марса захваченными гравитацией астероидами или представляют собой следы одного из столкновений другого небесного тела с Красной планетой, до сих пор неизвестно. MARSIS использует 40-метровую антенну для «обстрела» поверхности исследуемых объектов радиоволнами. Если большинство из них отражается непосредственно от поверхности объектов, то некоторые проникают глубже и позволяют учитывать переходы между слоями пород разного состава и структуры. Чем выше отражающая способность объектов под поверхностью, тем сильнее возвратный радиосигнал.

Источник изображения: INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica

На снимке секция A-C исследована с помощью старого программного обеспечения MARSIS, а секция D-F использует новое программное обеспечение, позволяющее получить более детальную картину.

Наиболее яркая линия представляет собой проекцию радиоволн, отражённых от самой поверхности Фобоса, но имеется и зона с возможными отражениями от структур, лежащих под поверхностью луны. Не исключено, что такую картину даёт просто сама «текстура» внешней поверхности, но также не исключено, что изображение может быть следствием наличия особых структур под поверхностью и это поможет больше узнать о природе спутника Марса.

Поскольку MARSIS изначально разрабатывался для изучения недр самого Марса с расстояния около 250 км на орбите, пришлось обновить программное обеспечение для того, чтобы работать на гораздо более коротких дистанциях, что позволит подробнее изучить луны планеты вблизи. В следующие несколько лет курс корабля скорректируют таким образом, что он пролетит от Фобоса на расстоянии всего 40 км — орбита Mars Express будет запланирована для близких пролётов в 2023-2025 годах.

В сентябре 2024 года японское аэрокосмическое агентство JAXA планирует запустить собственный зонд Martian Moon eXploration (MMX) для получения минимум 10 г реголита с поверхности Фобоса. MMX также намеревается использовать небольшой ровер на поверхности спутника, а после повнимательнее присмотрится и к Деймосу. После этого корабль вернётся на Землю с образцами с Фобоса.