Una sonda a Marte de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) puede responder algunas preguntas de larga data sobre el Planeta Rojo y sus lunas. La misión, denominada MMX por “exploración de lunas marcianas”, tiene como objetivo recolectar al menos 10 gramos de muestras de Fobos, una de las dos lunas que orbitan el planeta, y, si tiene éxito, serán las primeras rocas de una luna marciana traídas a la Tierra.
Sin embargo, no llegarán rápidamente. La sonda MMX tardará aproximadamente un año en llegar a Marte. Luego recogerá muestras durante tres años de operaciones mientras orbita el planeta rojo antes de tardar otro año en regresar a la Tierra. Si todo va bien, los científicos esperan recibir las rocas lunares en 2031.
Una de las preguntas más interesantes que puede responder la sonda es cómo se formaron las lunas de Marte, Fobos y Deimos. Hay dos posibilidades principales. Una es que las lunas se condensaron a partir del material expulsado durante una colisión masiva con Marte. La otra hipótesis es que las lunas eran asteroides del sistema solar exterior que fueron capturados por la gravedad de Marte.
Las lunas son de color oscuro y sus propiedades para reflejar la luz se parecen mucho a las de los asteroides ricos en agua y carbono. Sin embargo, sus órbitas (que son casi circulares a lo largo del plano ecuatorial de Marte en la misma dirección que la rotación del planeta) se explican mejor mediante la hipótesis del impacto gigante. Comparar muestras de las lunas de Marte con las recolectadas previamente de la superficie marciana podría ayudar a resolver este debate.
Sin embargo, obtener las rocas lunares marcianas y transportarlas de regreso a la Tierra significa superar algunos desafíos técnicos importantes en los vuelos y las comunicaciones espaciales. En el momento del lanzamiento, la nave espacial tendrá una masa de 4.480 kilogramos (9.900 libras). Más de la mitad de este peso será combustible, dividido en tres reservas: una para el tramo de ida, otra para exploración y otra para el tramo de regreso. Una vez en las proximidades de Marte, MMX desechará el módulo de salida después de que se agote su propulsor; Tras el sobrevuelo de Deimos, el módulo de exploración también será desechado.
La sonda, diseñada por Mitsubishi Electric, aterrizará luego en la superficie de Fobos, un procedimiento delicado dado el tamaño de la luna, con un radio aproximado de sólo 11 kilómetros. (En comparación, la luna de la Tierra tiene un radio de más de 1.700 kilómetros). Los métodos de descenso utilizados en la luna de la Tierra se basan en su gravedad específica, que es aproximadamente 300 veces más fuerte que la de Fobos. Sin embargo, la gravedad de Fobos es aproximadamente 50 veces mayor que la del asteroide Ryugu, donde JAXA ha aterrizado sondas anteriormente. Aterrizar en Ryugu implicó un vuelo estacionario prolongado, un método típico para aterrizar en objetos celestes más pequeños, pero esto no es factible para MMX ya que consumiría demasiado combustible dada la mayor atracción de Fobos.
Para superar este desafío, la sonda está equipada con navegación autónoma de alta precisión, que necesitará, dado que habrá un retraso de hasta 20 minutos para que las señales de radio viajen entre la Tierra y MMX. Por lo tanto, la sonda debe decidir y ejecutar de forma autónoma las secuencias de descenso, aterrizaje y posterior despegue.
Durante el descenso, la sonda comparará el terreno con los datos sobre la topografía de los cráteres de Fobos, utilizando esta información para ajustar su posición hacia el lugar de aterrizaje objetivo. Una vez que alcance una altitud inferior a 300 metros, la sonda también detectará si partes de la superficie han cambiado de elevación, etiquetando las discrepancias significativas como áreas peligrosas. Este mecanismo permite que la sonda, si es necesario, cambie el lugar de aterrizaje o aborte el aterrizaje y ascienda temporalmente.
Justo antes del aterrizaje de la nave espacial principal, el rover IDEFIX, desarrollado conjuntamente por las agencias espaciales francesa y alemana, se desplegará en la superficie de Fobos para realizar aproximadamente 100 días de exploración independiente. Este estudio preliminar realizado por el rover servirá como exploración para garantizar un aterrizaje más seguro.