日本火星卫星探索任务将从火卫一收集并带回样本

虽然今天的火星表面是干燥的，但科学家门认为，直到约35亿年前，这颗红色星球的表面一直有海洋。因此，来自世界各地的太空机构都在寻找本世纪20年代的火星任务。“我们的战略想法是，要找到地球以外的生命痕迹，我们应该首先去火星，因为那里的环境曾经与地球相似，”Hyodo说道。

由NASA和ESA共同执行的“火星样本返回(MSR)”项目计划从Jezero环形山收集大量土壤样本并将这些样本返回地球。NASA的火星车已于2020年2月在火星上安全着陆，其负责收集样本并将材料储存在运输容器中。这些容器将由一个回收系统从火星表面回收，该回收系统计划在未来的发射中最早于2031年返回地球。

Jezero环形山被认为是数十亿年前存在的一个大湖的过去所在位置。粘土等矿物表明水的存在已经被发现，这使得人们期望生命的痕迹可能仍存在。因此，NASA和ESA决定仔细检查这一区域。然而在地球和火星等天体的情况下，不能假设关于整个行星的知识可以基于一个单一的位置。

这使得人们对火星卫星火卫一的表面物质产生了新的期望。计算机模拟显示，火卫一的表面装载着无数在火星表面随机发生的小型陨石撞击中挖掘出来的火星物质。“对于将火卫一作为样本返回目标的火星卫星探索任务来说，特别方便的是，该卫星离火星的轨道非常近，这意味着挖掘出的火星物质可以到达火卫一，而不会发生强烈的震动挖掘事件，而这样的时间将会熔化物质，”Hyodo解释道，“换句话说，火星生命的痕迹和生物标记可以被带到火卫一而不会被摧毁。”

JAXA MMX计划于2024年JFY进行发射。MMX航天器的目标是在火卫一上着陆并从至少两个不同的地点收集总共10g或更多的表面物质样本。（隼鸟2号任务发射前的目标是0.1g，所以MMX项目的目标是100倍大的样本。）

继隼鸟2号之后，MMX项目的主要目标是用从一个小天体返回的样本获取太阳系的原始物质。如果火卫一源自火星引力捕获的D型小行星（观测数据表明，月球表面类似于D型小行星），那么预计该任务将收集原始物质如有机物，而这些物质被认为在D型小行星上储存丰富。

不管火卫一的起源如何，火星表面的物质都曾在火卫一表面沉积下来，这是在前面提到的大量小陨石撞击后火星表面被挖掘出来的。由于MMX计划于2029年返回地球，预计MMX携带的火星球体的样本返回时间将比MSR提前。也就是说，JAXA的目标是通过MMX获得世界上第一个各种火星表面物质的样本，这些物质可能包含火星生命和生物标记的痕迹及来自火星卫星的与火卫一起源有关的物质。

“虽然MSR仅限于对Jezero环形山的探索，但详细的检查有可能发现当今的生命，如果它存在的话。另一方面，在火卫一上的各种火星物质中，可以发现古代微生物化石和生物标记物的痕迹、近代生命的死亡遗骸及可能的DNA片段，这些物质来自火星的整个表面并由MMX返回，”Hyodo说道。

研究结果不会影响MMX任务的行星保护分类。即使火星表面存在微生物也会通过碰撞或辐射杀菌。MMX项目返回地球的火星月球样本中有活微生物的概率仍低于此前估计的百万分之一。“因此，这样的生物体可能以‘安全’遗体的形式存在，而‘安全’并不等同于‘无趣’或‘毫无价值’，而是具有很高的科学价值，”Hyodo补充道。此外，最新的研究表明，火卫一表面的火星样本的预期数量是传统估计的10 – 100倍。

随着对MSR和MMX这两个任务的重要性的明确，旗舰任务正在合作以得到一个问题的答案：地球之外还有人吗？“在本世纪20年代，多个太空机构的火星生命探索将进入一个新时代，JAXA的MMX任务将发挥重要作用，”Hyodo总结道。