10月20日凌晨4时41分，日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心，一枚H3火箭在轰鸣声中拔地而起，冲向漆黑的夜空。火箭上搭载的，不是什么通信卫星，也不是侦察设备，而是一台名叫“MMX”的火星卫星探测器。
这一次，日本人要做一件此前还没有任何国家成功做到的事情：飞到火星附近，降落在火星的一颗卫星上，采集那里的砂石，再把这些砂石带回地球。
按照日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的计划，MMX探测器将在2027年夏季前后抵达火星附近，随后花费约三年时间开展探测，争取在2031年将采集到的样本送回地球。整个项目由日本主导，开发费用约553亿日元（约23亿元人民币），美国、法国和德国也参与其中。
火箭已经成功将探测器送入飞往火星的轨道。不过，火箭发射成功，只是这场漫长太空旅行的第一步。未来五年，MMX还要经历飞行、轨道调整、着陆、采样和返回等一系列严峻考验，任何一个环节出现问题，都可能影响最终结果。
那么，问题来了：人类研究火星已经几十年，美国的探测车在火星表面行驶了很久，中国也成功实施了火星探测任务，日本为什么不直接去火星，偏偏要绕到火星的一颗小卫星上采砂？难道是日本另辟蹊径，要替马斯克未来的火星移民计划打前站？
我们先认识一下MMX要去的地方。
火星有两颗天然卫星，一颗叫福波斯（Phobos），另一颗叫戴摩斯（Deimos）。这两颗卫星都很小，福波斯的尺寸约为几十公里，绕火星运行的轨道距离火星表面很近。与地球的月球相比，它们更像是两块被火星引力捕获或者由碰撞碎片聚集而成的石头。
日本这次要去的，就是福波斯。（下图为模拟图）
为什么选择这里？关键在于，福波斯可能保存着火星的历史秘密。
火星表面经常受到小行星和其他天体的撞击。撞击发生时，大量岩石和尘土会被抛向太空。其中一部分物质可能脱离火星表面，落到附近的福波斯上。科学家估计，福波斯表面的砂石中，可能混有来自火星的物质。
换句话说，日本虽然没有直接在火星上挖土，却可能通过福波斯上的砂石，间接取得研究火星的重要样本。
这里面有一个非常现实的技术问题：把火星上的砂石带回地球，难度极大。
火星的引力远大于福波斯。探测器要在火星表面着陆，再从火星起飞，将样本送回地球，需要复杂的飞行器、强大的推进系统和精确的轨道控制。即使成功着陆，如何从火星表面重新起飞，也是一个巨大的挑战。
美国曾经推进火星样本取回计划，但由于成本、技术和项目安排等因素，相关计划面临重大调整，原有方案没有按计划实现样本返回。
日本则把目光转向了火星的卫星。
福波斯的重力只有地球的约两千分之一，逃离它的引力所需的速度很低。这意味着，探测器在这里完成采样后，返回地球的任务有望比直接从火星表面取样返回更加容易。
当然，容易并不等于简单。福波斯表面环境复杂，重力极低，探测器一旦着陆不稳，就可能发生反弹甚至翻倒。但日本认为，凭借过去在“龙宫”等小行星采样返回任务积累的经验，这条路线值得一试。
这就是日本的思路：既然直接从火星取样太难，不妨先到火星的卫星上找一找，看看能不能找到火星留下的物质。
日本在行星探测领域并不是新手。
2003年，日本发射“隼鸟”号小行星探测器，经过艰难的飞行和采样任务，最终在2010年将小行星样本带回地球。尽管任务过程中遭遇了多次故障，但探测器最终完成了样本返回，成为日本深空探测史上的重要里程碑。
随后，日本又实施“隼鸟2号”任务。探测器前往小行星龙宫，采集样本，并于2020年将样本舱送回地球。返回的样本为研究太阳系早期物质和有机物提供了宝贵材料。
这两次任务积累的经验，是日本敢于挑战MMX的重要基础。
那么，日本这次要完成的，是一项怎样的太空任务？
MMX是英文“Martian Moons eXploration”的缩写，意思是火星卫星探测。
这台探测器高约5.3米，重量超过4.4吨，是日本规模最大的行星探测器之一，由三菱电机承担探测器系统的相关研发与制造工作。
它不是一台简单的无人飞船，而是由三个主要部分组成：负责飞往火星的往路模块、承担探测与采样任务的探测模块，以及负责将样本带回地球的返回模块。
这三个部分各有分工，最终要完成一个听起来简单、实际却极其复杂的任务：去的时候带着整台探测器，回来的时候只需要将装有样本的返回舱送回地球。
按照计划，MMX抵达火星附近后，将先对火星及其卫星进行观测，分析福波斯的地形、成分和运行环境，再寻找适合着陆的地点。
在随后的探测阶段，它计划两次降落在福波斯表面，利用采样装置收集砂石，目标是从至少约2厘米深处采集10克以上的样本。
10克，听起来少得可怜。我们在海滩上随手抓一把沙子，都远远超过这个数量。
但是，在距离地球数亿公里的太空中，10克砂石的价值完全不同。它们不是普通的砂子，而是可能记录着火星和福波斯数十亿年演化历史的天然档案。
此外，MMX还搭载了美国开发的采样装置，以及法国和德国参与研制的小型探测车等设备。这意味着，虽然项目由日本主导，却不是日本一家独立完成，而是集合了多个国家的技术力量。
日本还与NHK电视台合作开发了8K和4K摄像设备，用于拍摄火星及其卫星，并记录探测器接近和着陆的过程。
采样完成后，MMX将启动返程任务，计划在2031年把样本送回地球。届时，科学家将能够在地面实验室中使用精密仪器，对这些来自火星附近的物质开展分析。
那么、福波斯的砂石里，会不会藏着生命的秘密？
这才是整个项目最令人期待的地方。
我们知道，过去的火星并不像今天这样寒冷、干燥。大量研究表明，火星曾经存在过河流、湖泊等液态水环境，部分地区还保存着古代水活动留下的地质证据。水、有机物以及适宜的化学环境，使火星成为寻找地外生命线索的重要目标。
如果过去的火星曾经存在微生物，那么在小行星撞击火星时，一部分岩石和土壤可能被抛射到太空，最终落到福波斯表面。
因此，福波斯的砂石中，理论上可能混有来自古代火星的物质，甚至包含值得进一步研究的生命相关线索。
如果只从经济回报来看，花费553亿日元，耗时五年，冒着巨大的失败风险，只为了带回10克砂石，这笔买卖似乎并不划算。
但等到2031年，如果MMX能够成功把福波斯的砂石带回地球，人类将第一次直接研究来自火星卫星的样本。那些看似普通的颗粒，可能帮助科学家揭开火星卫星的形成之谜，也可能为寻找古代火星的生命线索提供新的方向。
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