"日本 MMX 探測器:一份火星衛星樣本將於 2031 年帶回地球"
10 月 19 日,日本向一個近 150 年懸而未決的問題發射了一艘太空船。日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的火星衛星探測任務 MMX(Martian Moons eXploration)搭乘 H3 火箭第十次飛行,從種子島太空中心升空,約 71 分鐘後,探測器乾淨俐落地分離,進入了飛往火星的預定軌道。它的目的地是火星兩顆小衛星中較大、較近的那顆——火衛一(Phobos),而它最終帶回的貨物,將是至少 10 克這顆衛星的土壤。這將是人類首次從火星的衛星帶回樣本。
問題本身說起來很簡單,解答卻很難:火衛一到底是什麼?它是一塊凹凸不平、形如馬鈴薯的岩石,直徑約 22 至 27 公里,距離火星僅約 6000 公里,近到在火星上一天內會升起落下兩次。一種說法認為它是一顆被捕獲的小行星,是漂流到火星附近再也未能離開的流浪者。另一種說法認為,它是火星遭受巨大撞擊後被拋入軌道的碎片重新聚集而成——那樣的話,它就是紅色行星身上掉下的一塊碎片。從地球上用望遠鏡無法分辨這兩種身世。但實驗室裡的一把土壤可以,因為兩種起源會留下不同的化學指紋:礦物的組成、水的含量、早期太陽系有機物的痕跡。
取到這把土壤,正是大膽之處。火衛一的表面重力只有地球的約千分之一,弱到圍繞它本身的普通軌道都幾乎無法穩定——火星的引力總在干擾。MMX 與其說是環繞火衛一飛行,不如說是懸停在它附近:沿一條「準衛星軌道」飛行,一邊繞火星運轉,一邊保持在火衛一附近,分階段逐步降低高度,以越來越精細的解析度繪製地表,然後再選定著陸點。2028 年底或 2029 年初,由法國和德國太空機構研製、重量不到 30 公斤的小型漫遊車 IDEFIX 將率先駛上火衛一,測試地表特性。隨後主探測器將於 2029 年和 2030 年兩次著陸,用兩種工具採集樣本:一種是取芯採樣器,可挖到兩公分以下;另一種是氣動採樣器,用加壓氣體把土壤吹進容器。在對較小的火衛二(Deimos)進行幾次飛越觀測後,探測器將於 2030 年 11 月離開火星,樣本艙計畫於 2031 年在澳洲著陸。
我喜歡這項任務的「演員表」,幾乎不亞於喜歡它的科學本身。日本負責飛行,法國和德國研製了漫遊車,美國國家航空暨太空總署(NASA)提供了一台中子與伽馬射線光譜儀,歐洲提供深空通訊。如今,沒有任何一面旗幟大到可以獨自扛起一項為期五年的行星際任務,MMX 也不假裝可以。這還是一項早已學會耐心的任務:2015 年宣布,2020 年開始研製,因 H3 火箭首飛失敗而從 2024 年推遲。最終送它上天的火箭執行的是第十次飛行,也是它的第一次行星際飛行。
10 克聽起來幾乎微不足道,而這正是關鍵所在。日本的「隼鳥 2 號」從小行星「龍宮」帶回了約 5 克樣本,而這區區幾克改寫了關於水和有機物如何抵達早期地球的部分故事。樣本不是紀念品,而是證據:可以用尚不存在的儀器、由探測器發射時還未出生的研究人員,在未來幾十年裡反覆檢驗。現在正滑向火星的那艘太空船,載著的是一個問題,而不是答案;答案將於五年後,裝在一個返回艙裡,落在澳洲的沙漠中。
下一個檢查點要近得多。如果巡航按計畫進行,MMX 將於 2027 年 8 月抵達火星,點火減速,被火星引力捕獲進入環火星軌道。正是這一次機動,決定了這個漫長的故事是繼續還是終結;而它值得關注,恰恰因為從地球上看它會顯得如此平淡:一艘非常遙遠的太空船,減速幅度剛剛好。