Japon uzay görevi, Mars’a doğru yola çıkmaya hazır. Ancak gezegenin kendisine iniş yapmayacak. Bunun yerine, Martian Moons Exploration (MMX) görevi, Mars’ın iki küçük uydusundan daha büyük olan Phobos’a odaklanacak.
Görev, 19 Ekim Pazartesi günü saat 20:41 BST’de Japonya’nın güneyinde bulunan Tanegashima Uzay Merkezi’nden H3 roketiyle havaya kalkacak.
Bu, uzay aracının beş yıllık bir görev‘e başlamasını sağlayacak; bu sırada uzay aracı, bir iniş modülünü yerleştirecek, yüzeye inip toprak ve küçük çakıl taşlarını toplayacak. Verden’daki ilk kez olarak, bu örnekler laboratuvarlarda çalışılmak üzere Dünyaya getirilecek.
MMX, Japonya Havacılık ve Uzay Araştırmaları Ajansı (Jaxa) önderliğinde; ABD, Fransa, Almanya ve Avrupa Uzay Ajansı (Esa) ile işbirliği içinde yürütülüyor. General bilim amacı, Mars’ın iki uydusunun kökenlerini çözmek; bunlardan küçüğü Deimos olarak adlandırılıyor. Görev bilim insanları aynı zamanda Mars’ın ve uzaydaki yerel ortamının daha geniş evrimini de incelemek istiyor.
Kırmızı gezegenin uydularını nasıl edindiğine dair hâlâ net bir anlayışımız yok. Bu doğal uydular, Mars’ın yanından geçerken yerçekimi tarafından yakalanan, talihsiz asteroitler olmuş olabilir.
Başka bir olasılık ise, bu uyduların bir asteroitin Mars’a çarpmasıyla oluşmuş olmasıdır; bu çarpma kayalık malzemenin uzaya fışkırmasına neden olmuştur. Yavaş yavaş bu malzeme Phobos ve Deimos içinde birleşmiştir. MMX görevi bize Phobos’un kimyasal bileşimini verecek ve bu da teoriler arasında ayrım yapmaya yardımcı olabilir.
Ancak, Phobos’tan örnek toplamak kolay bir iş olmayacak. Rusya bunu 2011 yılında Phobos Grunt göreviyle denemişti. Uzay aracı alçık Verden yörüngesine başarıyla fırlatıldı, ancak Mars’a göndermek için motorlarını ateşleyemedi.
Bununla birlikte Jaxa, başarılı olmak için iyi konumda. Uzay ajansı, 2003-10 yılları arasında süren (Hayabusa) ve 2018-20 yılları arasında süren (Hayabusa 2) Hayabusa uzay görevleri ile asteroitlerden örnek getirebileceğini zaten kanıtladı.
MMX, Phobos’un düşük yerçekimine uygun, gelişmiş örnek toplama tekniklerini deneyecek. Uydunun Verden’nınkine göre yaklaşık 0,1%’lik bir yerçekimi çekimi var. Bu, Phobos üzerindeki bir insanın oldukça az çabayla yatayda 1,5 km zıplayabileceği anlamına gelir.
Görev aynı zamanda uzay aracı ile yeni geliştirilen bir yer istasyonu arasındaki iletişimin de bir sınavı olacak. Fırlatma ve ayrılmanın ardından MMX, Mars’a ulaşmak için bir yıla ihtiyaç duyacak; Ağustos 2027’de varacak. Önce kırmızı gezegeni dolanacak, sonra yaklaşık bir ay sonra Phobos’un etrafındaki yörüngeye girecek.
Uzay aracı, birbirinden farklı işlevlere sahip üç modülden oluşuyor: MMX’i Mars etrafındaki yörüngeye götürmek için bir itki modülü; iniş ve örnek toplama ekipmanına sahip bir keşif modülü; ve örneği Dünyaya ulaştırmak için bir dönüş modülü.
Görev, Phobos’u araştırmak için 13 bilim aletikullanacak. Yüksek çözünürlüklü kameralar yüzeyi haritalayacak ve bir lazer yüksekölçer (Lidar) uydunun hatlarını betimleyecek. Lidar, lazer darbelerini kullanarak uzay aracından yüzeydeki özelliklere olan mesafayı ölçer.
MIRS adlı kızılötesi bir spektrometre, Phobos’un minerallerini tarayacak; gama ışını ve nötron dedektörü olan Megane adlı cihaz ise uydunun elementsel bileşimini belirleyecek. Daha büyük bir mesafeden MMX, aynı zamanda Mars’ın daha küçük uyduzu Deimos hakkında da veri toplayacak.
Bilim aletleri, kontrolörlerin uzay aracının Phobos’a nerede ve nasıl iniş yapacağını kararlaştırması için veri geri gönderecek.
2029’un başlarında MMX keşif modülü, Jaxa, Fransız Uzay Ajansı Cnes ve Alman Havacılık ve Uzay Araştırmaları Merkezi (DLR) tarafından ortaklaşa geliştirilen Idefix adlı küçük bir mikrodalga fırın boyutunda gezgin yerleştirecek. Idefix, Phobos’un yüzeyine 40 ile 100 metre yükseklikten düşecek.
Bu gezgin ardından kendi kendine düzelip operasyonel süresi yaklaşık 100 gün sürecek şekilde yüzey üzerinde hareket edecek. Keşif modülünün nerede iniş yapması gerektiğine dair nihai kararı vermek için Raman spektrometre ve radyometre dahil olmak üzere birkaç sensör kullanacak.
2030 yılında modül aşağıya süzülüp Phobos’a iniş yapacak ve yüzeyinde yaklaşık 2,5 saat kalacak. Farklı bir konuma tekrar iniş yaparak örneği yüzeyden bir kez ya da olası olarak iki kez çıkarabilecek. Phobos’un birden fazla yerinden örnek alabilmek, uydunun bileşimini anlamak için hayati önem taşır.
Keşif modülü, ya bir çekirdek kazmak için C-sampler adlı bir aleti ya da toprağı ve gevşek çakıl taşlarını yüzeyden fışkırtpa bir örnek toplama odasına göndermek için azot gazının bir fışkırtmasını patlatan P-sampler olarak bilinen bir cihazı kullanacak.
C-sampler, yüzeyin 2 cm altına kadar bir çekirdek toplayabilecek. Bu, görevi güneş radyasyonundan etkilenmemiş, değişmemiş bir örnek bileşimiyle sonuçlandıracaktır; çünkü güneş Radyasyonu zamanla gezegen yüzeylerinde kimyasal değişikliklere neden olur. P-sampler yedek bir seçenektir, ancak Phobos’takine benzer düşük yerçekimli alanlarda uzay aracının devrilmesinin küçük bir riski vardır.
En az 10 gram malzeme topladıktan sonra uzay aracı, Mars’ın uyduzundan ayrılacak ve iniş ekipmanından ayrılacak. Ardından Dünyaya geri dönecek ve 2031’de varacak. Yaklaşırken uzay aracı, örnek probunu fırlatacak; bu da Dünyanın atmosferinden aşağı inecek. Avustralya’da paraşütlerle inip Japonya’ya taşınmak üzere kurtarılacak.
Görevin olası bir yan faydası şudur ki, Phobos’tan alınan örnekler aynı zamanda Mars malzemesi de içerebilir. Phobos, kırmızı gezegenin yakınında yörüngede dolanır ve Mars toprağını sürekli olarak biriktirdiği düşünülüyor. Bu toprağın da asteroit çarpışmalarıyla gezegen yüzeyinden düzenli olarak fışkırıldığı düşünülüyor.
Bu nedenle MMX, Mars Örnek Getirme (MSR) görevi‘nin bir lite versiyonu olarak düşünülebilir. ABD ve Avrupa uzay ansıların ortaklaşa yürüttüğü MSR, Mars yüzeyinden kayalık örnekleri Dünyaya gönderecekti. Ancak bütçe sıkışıklıkları bu programın ABD Kongresi tarafından etkili biçimde iptal edilmesine yol açtı.
Bilim insanları MMX’ten alınan örneklerle şanslı çıkarlarsa, güzel bir teselli ödülü elde edebilirler.
