历时五年，力争带回至少10克样本
日本于2026年10月20日从鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射火星卫星探测器（MMX），开启一项从火卫一采集物质并于2031年带回地球的任务。任务目标是带回至少10克岩石和土壤样本，以帮助解释火星卫星的形成过程。
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日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）称，H3火箭10号机于当地时间凌晨4时41分03秒升空。71分13秒后，探测器确认与火箭分离，开始飞往火星。另有发射报道给出的时间为凌晨4时31分；JAXA公布的时间则是凌晨4时41分。
预计MMX将于2027年8月抵达火星系统。它将研究火星两颗卫星中体积较大、距离火星较近的火卫一，观测较小的火卫二，并部署名为“Idefix”的巡视器，之后再尝试着陆并采集样本。
如果任务成功，MMX将成为首个从火星卫星带回样本的任务，也是首艘完成往返火星系统并带回采集物的航天器。任务计划让返回舱在澳大利亚伍默拉着陆。
日本将把两次成功的小行星采样任务积累的经验运用到新的目的地。火卫一引力极弱、表面形状不规则，而且附近有一颗引力强大的行星。抵达火卫一只是第一步：MMX还必须勘察地形、安全着陆、采集物质、再次起飞，并将样本带回地球。
为何以火卫一为主要目标
火卫一的直径约为20至22公里，形状更像一颗凹凸不平的土豆，而非球体。它在火星表面上方约6000公里处运行，绕火星一周约需7小时39分钟，每天环绕火星约三圈。
火卫一表面引力不到地球表面引力的千分之一。在地球上能稳稳停在地面的物体，在那里表现会大不相同：轻轻一推就可能离开地面，着陆设备必须控制接触过程，避免反弹飞离。
火星也会强烈影响航天器的运动。MMX将在准卫星轨道上进行详细观测，这种轨道围绕火星运行，同时让探测器保持在火卫一附近。这样一来，探测器便能反复观测这颗卫星，而不必依靠其微弱引力维持常规近距离轨道。
火卫二则为比较研究提供了第二个观测对象。MMX将对它进行遥感观测，让科学家比较两颗卫星的外观和成分，同时将表面探测作业集中在火卫一。
先由巡视器勘察地面
Idefix由法国国家空间研究中心（CNES）和德国航空航天中心（DLR）联合研制，将在主探测器着陆前调查火卫一表面。它的名字取自《阿斯特里克斯》漫画中的小狗角色。
这台巡视器有四个轮子，大小约相当于一台微波炉。计划从火卫一上方约40米处释放，随后开展约100天的表面探测。预计它的行进速度约为每秒1毫米。考虑到当地难以保持牵引力和稳定性，这一速度刻意设得很慢。
Idefix将勘察地形和土壤，为MMX选择着陆点提供信息。从上方拍摄的图像可显示坡度和大型岩石；地面测量则有助于了解车辆接触并行经表面时，地表会如何反应。
巡视器和主探测器各有不同任务。Idefix将用数月时间调查地面，而MMX预计只会进行约两小时的采样。巡视器的发现将帮助任务团队为这段短暂的直接接触做好准备。
MMX计划如何采集样本
JAXA公布的最低采样目标是至少10克。更详细的任务说明则提出两次采样，并将目标提高至约20克，每次采集约10克。
采样方案既要获取表层以下的物质，也要收集表面松散物质。机械臂将协助采集地下数厘米处的物质；另一套系统则利用加压气体扰动表面颗粒，并将其导入容器。
从不同深度和地点采样，可让研究人员获得比单次取样更丰富的样本。表面颗粒长期暴露于太空，地下物质则可能经历过不同环境。科学家可以将样本与着陆前的地质观测结果进行比较。
MMX由推进舱、探测舱和返回舱组成。探测舱配有四条着陆腿，任务还搭载了用于调查表面及其成分的仪器。美国国家航空航天局（NASA）提供了MEGANE仪器，用于识别火卫一上的元素，从而将近距离测量与后续实验室研究联系起来。
从抵达火星到返回地球的时间表
MMX的总体时间表安排约一年飞往火星，约三年探索火星系统，再用约一年返回地球。这三年的火星系统探测作业属于整个任务周期的一部分，任务计划于2031年结束。
关于巡视器部署和采样的具体日期，各项详细报道存在出入。一份时间表将Idefix的部署安排在2029年初，并计划于2030年在两个地点采样；另一份则将采样目标定在2028年12月之前。目前尚未公布对这些日期的明确统一说明。
- 2026年10月20日：H3火箭10号机从种子岛发射MMX，约71分钟后确认探测器分离。
- 2027年8月：计划抵达火星系统。
- 2027年9月：计划开始详细观测火卫一，研究其表面、内部结构、引力和矿物成分。
- 探测期间：预计Idefix将先对火卫一表面进行约100天的调查，之后MMX开展采样作业。
- 2030年11月：详细任务计划将本月定为启程返回地球的时间。
- 2031年：计划将样本返回舱送回澳大利亚伍默拉；详细时间表将着陆时间定在当年年底前后。
每个阶段都为下一步提供支持。观测有助于寻找合适地形，巡视器提供地面信息，而采样作业必须确保探测器仍能继续返程。
关于火星卫星起源的两种解释
科学家希望样本能帮助回答一个基本问题：火卫一和火卫二原本是被火星引力捕获的独立天体，还是由一次大型撞击产生的碎片聚集而成？
捕获说认为，穿行于太阳系中的小行星被火星引力捕获。撞击说则认为，一个大型天体撞击火星，将物质抛入太空，其中一部分聚集形成卫星。
实验室测量能以远高于单靠图像的精度，分析单个颗粒的矿物和化学组成。研究人员将寻找它们与小行星物质及火星相关物质之间的相似之处，再结合对两颗卫星结构和表面的观测结果进行分析。
MMX对火卫一和火卫二的比较也将为研究提供线索。两者之间的相似或差异，有助于研究人员判断这两颗卫星是否有共同的形成历史。因此，这项任务既会对整颗卫星进行测量，也会近距离分析极少量的样本。
火卫一上可能也有火星碎片
火星遭受撞击时，可能有行星碎片被抛入太空。经过漫长时间，部分碎片可能抵达附近的火卫一，并混入其表面。因此，MMX在火星卫星上着陆时，也可能采集到来自火星的物质。
研究人员希望这些碎片能够提供有关远古火星环境的信息。要找到并识别它们，需要在返回舱着陆后开展细致的实验室研究，并同时分析火卫一本身的物质。
更广泛的科学研究还涉及水和有机物质在早期太阳系中的迁移。有机化合物是以碳为基础的化学物质。研究其组成和演化历史，有助于科学家探究与宜居环境相关的成分如何抵达岩石行星。
地球上的实验室可以用不同仪器分析同一批颗粒，并留存部分样本供未来研究使用。这正是将物质带回地球的重要原因之一：无需仅靠航天器携带的设备完成所有测量。
日本在“隼鸟”系列任务基础上继续探索
日本“隼鸟”号探测器于2010年从小行星“丝川”带回不到1克样本。“隼鸟2号”于2020年从小行星“龙宫”带回5.4克样本。MMX将这一探索从小行星拓展至另一颗行星周围运行的卫星。
MMX至少采集10克样本的目标，约为“龙宫”样本5.4克的1.9倍。若采集到20克，则约为其3.7倍。少量样本也能支持大量研究，因为科学家可以逐个分析颗粒，并将样本分配给不同的专业测试。
火卫一一直是难以抵达的目标。此前三次苏联和俄罗斯任务尝试探测火卫一，其中包括计划开展的表面作业，但都未能成功着陆。1989年，“福布斯2号”曾接近火卫一并传回图像。
MMX由日本主导，NASA、欧洲航天局、CNES和DLR，以及多所大学和科技公司参与其中。法国和德国负责提供巡视器，NASA提供的MEGANE则用于测量表面元素。各方合作将飞行和着陆工程与解读最终样本所需的科学研究结合起来。
H3完成发射任务，最艰难的作业仍在后面
JAXA和三菱重工业于2014年启动H3火箭研发。该火箭在2023年首次飞行中失利，随后连续五次成功发射，但在2025年12月再次发射失败。2026年6月，H3恢复成功发射。
据报道，MMX此次发射后，H3火箭累计成功率升至80%，此前约为78%。对这次任务而言，探测器成功分离并启程飞往火星，意味着首个重要任务节点顺利完成。
MMX的探测还具有更长远的实际意义。JAXA计划研究火卫一能否成为未来火星探测任务的天然中转站。对地形、引力和表面物质的测量，将为评估这一设想提供具体信息。
下一处重要目的地是火星系统，预计于2027年8月抵达。任务最终能取得多少科学成果，取决于后续作业：勘察火卫一、部署Idefix、选择着陆点、采集物质，并于2031年将密封样本送回澳大利亚。
要点
- 日本于2026年10月20日从种子岛发射搭载MMX的H3火箭10号机。
- JAXA公布的升空时间为凌晨4时41分03秒，并于71分13秒后确认探测器分离。
- MMX计划于2027年8月抵达火星系统，并于2031年带回样本。
- 火卫一的最低采样目标为10克，详细计划提出了采集20克的目标。
- 法国和德国研制的Idefix巡视器将调查火卫一表面，并协助选择着陆地点。
- 科学家将研究火星卫星的形成过程，并寻找样本中来自火星的物质。
- 返回舱计划在澳大利亚伍默拉着陆。
