出品/星动无极

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的火星卫星探测计划MMX即将进入发射窗口。按欧空局公布的时间，MMX将搭乘H3火箭从种子岛宇宙中心发射，时间为日本时间2026年10月20日4时41分，换算到欧洲时区是10月19日晚间。不同信源对日期的表述因此出现10月19日与10月20日两说，指向的是同一时刻，本文按发射场当地日期记为10月20日。

MMX由JAXA主导，NASA、法国国家空间研究中心（CNES）、德国宇航中心（DLR）和欧空局（ESA）参与，西班牙国家航空航天技术研究所（INTA）也在合作方之列。任务的目标是火星的两颗卫星——火卫一（Phobos）和火卫二（Deimos），其中火卫一是采样对象。

这次任务挂着几个"首次"：首个环绕火卫一的探测器、首次在地球以外的卫星表面着陆、首次从火卫一采集样本，以及首个从火星系统返回地球的任务。火卫一表面重力极低，探测器要在这种条件下完成着陆、移动和机器人采样，相关技术是专门为这次任务开发的。

任务的时间线已经排定。探测器飞往火星约需一年，预计2027年8月进入火星轨道，2027年9月起环绕火卫一；在远处研究火卫一和火卫二之后，2029年初释放巡视器Idefix着陆火卫一；2030年主探测器在火卫一表面两个不同地点着陆采样，采集量不少于10克，装入返回舱；返回舱2031年抵达地球，把样品返回舱投放在澳大利亚伍默拉禁区，随后样本送往日本提取、编目并与任务伙伴共享。

科学载荷共11台仪器，主探测器7台，巡视器4台。主探测器还携带辐射监测器、两台高分辨率相机和两套不同的采样装置。巡视器Idefix重25公斤，由法国和德国方面主导研制，任务是为主探测器的着陆采样做准备，并分析火卫一表面的成分和质地。火卫一表面重力如此之低，25公斤的巡视器在那里只相当于地球上15克的重量。

科学问题是这次任务的核心。火星的两颗卫星虽然被多次飞掠观测，但至今没有探测器在附近长期停留，它们的起源仍无定论：一种可能是被火星引力捕获的小行星，另一种可能是火星早期遭受巨大撞击后抛出的碎片重新聚合而成。区分这两种假说只能靠样本。欧空局MMX项目科学家Elliot Sefton-Nash说，MMX返回的数据和样本是研究火星和太阳系演化的窗口，把样本带回地球最精密的实验室是发现的倍增器，因为最精确的仪器太大、太复杂或太敏感，无法送上太空。

国际合作的具体分工也体现在载荷上。德国弗劳恩霍夫应用光学与精密工程研究所（IOF）为拉曼光谱仪研制了一台微型激光器，发出532纳米绿光，输出功率超过100毫瓦，重量只有约50克，工作温度范围为零下130摄氏度到零上24摄氏度。为了让光学元件在发射振动、辐射和极端温差下保持位置精度，团队采用了激光钎焊技术固定谐振腔与次级光学元件，避免胶黏剂在真空中释气带来的问题。这台激光器原本是为欧洲的ExoMars任务研制的，2022年因俄乌冲突导致欧空局中止与俄罗斯航天国家集团的合作，发射未能成行，如今在日本的火星卫星任务上找到了用武之地。

对H3火箭来说，这是一次分量不轻的深空首秀。H3由JAXA与三菱重工共同研制，用来接替服役多年的H2A，箭体最高约63米，无助推器的轻型构型目标是把单次发射价格压到3000万美元级别，以在国际商业发射市场具备竞争力。研制过程中预算从最初约12亿美元抬升到15亿美元以上，2023年3月首飞失败，第八次飞行也出现过失败并启动调查。MMX原本计划2024年发射，2024年初JAXA宣布推迟到2026年。深空任务对火箭的入轨精度和可靠性要求远高于近地轨道发射，这次发射的结果会直接影响H3在国际商业发射市场的可信度。

日本在深空探测上的技术积累为这次任务提供了基础。2024年1月，JAXA的SLIM探测器实现月球精确着陆，验证了高精度着陆与极端地形适应能力；小行星探测器隼鸟二号已经完成小行星采样返回，样本分析工作持续至今。MMX相当于把这两条能力线合并——既要精确抵达一个小天体，又要完成采样并把样本带回地球。差别在于火卫一的引力环境比小行星更复杂，且往返周期长达五年。

周边任务也为MMX提供了支撑。欧空局的火星快车轨道器已确认运行至至少2029年，可能在观测上配合MMX；即将执行的ExoMars罗莎琳德·富兰克林巡视器将从火星次表层采样分析，与MMX形成互补。如果一切顺利，人类第一次拿到火星卫星的岩石样本，要等到2031年。