一颗直径约27公里、形状像土豆的小天体，绕着火星转，一天转三圈。它叫火卫一，英文名Phobos。从1960年代起，人类往火星发射了几十次探测器，但对这两颗小卫星，基本还是一无所知。

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日本准备去挖一勺土回来。日本宇宙航空研究开发机构（Jaxa）计划用一枚H3火箭发射探测器，执行"火星卫星探测"（MMX）任务，目标是成为世界上首次从火卫一带回样本的任务。整个任务预计耗时五年。

这件事听起来像是一次普通的采样返回，但把几个数字摆在一起，就能看出它有多不普通。

  • 地球到火星最近距离约5500万公里，而实际飞行距离要达到5亿到6亿公里
  • 探测器预计2027年8月左右抵达火星区域，之后在火卫一附近飞行3年收集数据和样本，2031年返回地球。
  • 最终目标是从火卫一表面采集至少10克土壤，分两次采样尝试完成。
  • 火卫一的引力只有地球的两千分之一，着陆时稍有不慎就会弹开。

为什么非要跑这么远，去挖这10克土？

关键在于火卫一和它的兄弟火卫二到底是怎么来的。这个问题至今没有定论。一些科学家认为，这两颗布满坑洞的不规则天体，可能是某个大型天体撞击火星后留下的碎片残骸；另一些科学家则认为，它们可能是从别处飘来的小行星。Jaxa方面相信，来自火卫一的样本能给出答案。任务首席研究员仓本圭说："通过分析土壤样本，我们几乎可以肯定地得出结论。"

选择火卫一而不是火卫二，也有讲究。火卫一离火星更近，因此可能携带更多关于火星本身的信息。Jaxa官员表示，从火卫一采集到的物质中，预计约有0.1%来自火星。科学家还认为，这两颗卫星可能有相似的起源，所以火卫一的样本也有助于揭示火卫二的来历。任务中还包括飞掠火卫二并进行观测的计划。

这趟旅程的另一个看点，是它可能为未来的载人火星任务铺路。MMX项目负责人川胜康弘说，来自火卫一的样本能为科学家考虑把火星卫星作为未来载人火星任务基地提供有用数据。美国、中国等国都希望把宇航员送上火星。他还说："尽管火星卫星具有潜在的重要性，但它们从未被充分调查过。它们被称为太阳系中最重要的未登之峰。"

不过，登这座"峰"并不容易。俄罗斯曾多次尝试在火卫一着陆，包括2011年发射的一次，均以失败告终。这次MMX任务由日本牵头，美国宇航局（Nasa）等其他国家航天机构提供设备和通信支持。

探测器由三个模块组成，分别负责推进、探测和返回。最终只有返回模块会带着样本回家。探测器上搭载13台仪器，其中包括法国和德国联合研制的巡视器Idefix、Nasa的采样装置和伽马射线测量仪器，以及欧洲航天局（ESA）的深空通信设备。日本的一台辐射监测仪将收集数据，为未来载人火星探测提供参考。

按照计划，法德联合研制的Idefix巡视器会先登上火卫一。它将在2029年前后执行为期100天的任务，探索火卫一表面，为后续日本采样打前站。探测器将根据巡视器提供的地形数据，选择相对平坦的地点着陆。

采样方式有两套。Nasa的装置用加压气体把表面尘埃吹入容器；Jaxa的取芯方法则从约2厘米深处取样。第一次尝试时，探测器用两套装置同时采集表面和地下样本，第二次着陆时再补充采集地下样本。科学家表示，从多个地点采样，能提高获得火星过去潜在微生物生命痕迹的几率。

着陆本身是个技术难题。火卫一表面坑坑洼洼，引力又极小。为了减少触地时的弹跳，MMX的探测模块配备了带减震功能的四条腿着陆装置。巡视器的轮子能在低重力下获得抓地力，翻倒后还能自行扶正，移动速度按Jaxa的说法是"蜗牛般的速度"。

样本将被存放在一个隔热舱内，设计上要能承受重返地球大气层的高温。返回模块预计在澳大利亚着陆，随后被送回日本。

从2011年俄罗斯任务的失败，到2031年样本落地，这条时间线拉得足够长。而人类对火星两颗小卫星的全部了解，可能就藏在那10克土里。