MMX do Japão visa recolher as primeiras amostras de uma lua de Marte, com regresso à Terra previsto para 2031

Uma viagem de cinco anos para trazer um punhado de material de Fobos

O Japão planeia lançar a sua sonda Martian Moons eXploration a 20 de outubro de 2026, a partir do Centro Espacial de Tanegashima, na província de Kagoshima, dando início a uma missão para trazer para a Terra mais de 10 gramas de material da lua marciana Fobos. Prevê-se que a sonda chegue a Marte em agosto de 2027 e que a cápsula com as amostras seja entregue na Austrália em 2031.

A Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial, JAXA, está a tentar fazer algo que nenhuma missão conseguiu até hoje: trazer amostras do sistema marciano. A pequena coleção de areia, solo e rocha poderá ajudar a esclarecer se Fobos e a sua lua companheira, Deimos, foram outrora asteroides independentes ou se se formaram a partir de detritos lançados para o espaço por uma enorme colisão com Marte.

O anúncio da sessão informativa sobre a missão da NASA, publicado a 8 de outubro, indica o lançamento para 19 de outubro no leste dos Estados Unidos, o que corresponde a 20 de outubro no Japão. Os relatos japoneses sobre o lançamento apontam para uma partida prevista por volta das 4h40, hora padrão do Japão, a bordo de um foguetão H3.

A MMX combina uma sonda de observação, um módulo de aterragem, um pequeno rover e uma cápsula concebida para sobreviver à reentrada na atmosfera terrestre. O seu desenvolvimento começou em 2016 e a construção da sonda custou cerca de 55,3 mil milhões de ienes. O Japão aproveita a experiência adquirida com as missões Hayabusa e Hayabusa2, que trouxeram amostras de asteroides, ao mesmo tempo que enfrenta uma viagem muito mais longa até Marte e de regresso.

Yasuhiro Kawakatsu, gestor do projeto na JAXA, descreveu a conclusão da sonda como a linha de partida da equipa. O lançamento dá início ao trabalho exigente da missão: chegar a Marte, escolher um local de aterragem seguro, recolher material num ambiente de gravidade extremamente fraca e trazê-lo para a Terra.

Qual é o calendário do lançamento?

A NASA e a Agência Espacial Europeia indicam ambas 20 de outubro no Japão como data prevista para o lançamento. A apresentação geral da missão da JAXA aponta para o objetivo mais abrangente do ano fiscal japonês de 2026, que decorre de abril de 2026 a março de 2027.

Um plano de lançamento anterior previa a partida em novembro ou dezembro de 2026; o calendário de outubro consta do anúncio datado da NASA e da ficha informativa da ESA. A MMX chegou a Tanegashima a 31 de março de 2026 para os preparativos do lançamento. A partida inicialmente prevista para 2024 foi adiada devido a problemas com o foguetão H3.

O H3 sofreu outra falha em dezembro de 2025, atribuída a uma anomalia durante a separação da carenagem, a cobertura protetora que envolve a sonda. As oportunidades de lançamento para uma viagem eficiente até Marte surgem aproximadamente de 26 em 26 meses, o que torna especialmente importante que tanto a sonda como o foguetão estejam prontos.

Os principais marcos da missão estendem-se por cinco anos:

• 20 de outubro de 2026, hora do Japão: lançamento previsto do H3 a partir de Tanegashima.
• Agosto de 2027: chegada prevista a Marte, seguida de observações de Fobos e Deimos.
• Não antes de dezembro de 2028: primeira oportunidade indicada pela NASA para recolher amostras de Fobos.
• Início de 2029: lançamento previsto do rover Idefix.
• 2030: partida prevista de Marte.
• 2031: entrega prevista da cápsula com as amostras na Austrália.

A data de aterragem e recolha continua por definir: a NASA aponta dezembro de 2028 como a data mais cedo possível, enquanto os relatos sobre a missão situam a recolha em 2029 ou 2030. A JAXA afirma que o tempo passado junto de Fobos dependerá do planeamento das observações.

Porque é importante a origem das luas

Fobos mede cerca de 20 a 30 quilómetros de diâmetro e orbita a aproximadamente 6000 quilómetros acima da superfície marciana. Apesar de décadas de exploração espacial de Marte, nem Fobos nem Deimos foram alvo da observação prolongada e próxima prevista pela MMX.

Os cientistas estão a testar duas explicações principais para a sua formação. Segundo a hipótese da captura, as luas começaram por ser asteroides e foram capturadas pela gravidade de Marte. Segundo a hipótese do impacto, um objeto de grandes dimensões atingiu Marte ainda jovem, lançando detritos que mais tarde se aglomeraram e formaram as luas.

As rochas conservam pistas sobre o local onde se formaram. Os seus componentes químicos e as combinações de minerais podem revelar se se assemelham a material de Marte ou a asteroides antigos. A MMX combinará medições das duas luas com análises laboratoriais do material recolhido em Fobos.

Kiyoshi Kuramoto, professor da Universidade de Hokkaido e cientista do projeto MMX, explicou numa sessão informativa em setembro porque espera que as amostras permitam distinguir entre as duas hipóteses. Em japonês, afirmou:

As composições químicas e as combinações de minerais previstas para estes dois processos são completamente diferentes, pelo que a análise das amostras permitirá resolver definitivamente a questão.

A JAXA também pretende perceber como o sistema marciano mudou ao longo do tempo. Se as luas se formaram na sequência de uma colisão, o seu material poderá conservar provas das condições em Marte nos seus primórdios. Se forem asteroides capturados, poderão revelar como substâncias como a água se deslocaram pelo Sistema Solar.

Como Fobos poderá conservar fragmentos de Marte

Fobos poderá esconder outro prémio científico: grãos arrancados de Marte por impactos e posteriormente depositados na lua. Cálculos baseados em grandes crateras marcianas sugerem que cerca de 0,1% do material recolhido pela MMX poderá ter origem em Marte.

Numa recolha de 10 gramas, essa proporção corresponderia a cerca de 0,01 grama, ou 10 miligramas, de material marciano. Trata-se de uma previsão sobre o conteúdo da amostra; os cientistas determinarão a sua composição efetiva depois de a cápsula regressar.

Kanako Seki, professora da Universidade de Tóquio que estuda o ambiente espacial em torno de Marte, explicou que o material que chega a Fobos poderá complementar as amostras recolhidas diretamente no planeta. Um rover recolhe rochas de locais específicos. O material lançado para o espaço por impactos poderá conter pistas de uma gama mais ampla de regiões marcianas.

A busca de amostras também está a mudar noutras frentes. Foi noticiado que o Governo dos Estados Unidos cancelou, em janeiro de 2026, o plano de recolha de amostras de Marte da NASA e da ESA, na sequência do aumento dos custos. A China planeia lançar a missão Tianwen-3 por volta de 2028 e trazer material recolhido em Marte por volta de 2031.

O destino da recolha da MMX é Fobos. O seu valor científico está em estudar a origem dessa lua e, potencialmente, examinar grãos marcianos dispersos no material da sua superfície. Ambas as questões justificam que até uma pequena recolha seja trazida para laboratórios na Terra.

Uma grande sonda construída em três partes

A MMX tem cerca de cinco metros de altura e nove metros de largura com os painéis solares estendidos, o que faz dela uma das maiores sondas da JAXA. A ficha informativa da MMX da ESA indica uma massa de cerca de 4200 quilogramas, incluindo combustível; os relatos japoneses sobre o lançamento apontam para 4480 quilogramas e referem que aproximadamente dois terços correspondem a combustível.

A sonda tem três módulos, cada um com uma função diferente. O módulo de propulsão fornece o motor e o combustível para a viagem de ida. O módulo de exploração transporta as pernas de aterragem, os instrumentos científicos e o equipamento de recolha. O módulo de regresso transporta o equipamento necessário para trazer a cápsula de volta à Terra.

A MMX libertará módulos por fases, à medida que estes concluam o seu trabalho. Transportar menos massa significa que as manobras posteriores exigem menos combustível. O módulo de regresso tem um sistema de propulsão próprio, energia solar e uma grande antena para comunicar com a Terra.

A Mitsubishi Electric desenvolveu a sonda em conjunto com a JAXA e criou uma equipa dedicada sob a direção das suas instalações de Kamakura. A empresa também trabalhou no módulo de aterragem lunar japonês SLIM e numa nave de carga para a Estação Espacial Internacional.

Akitsune Uehara, responsável pelo projeto na Mitsubishi Electric, identificou o desenvolvimento paralelo dos três módulos e os testes das pernas de aterragem em condições de gravidade fraca simulada como grandes desafios de engenharia. Os módulos tinham de funcionar individualmente e como uma única sonda durante as fases da viagem em que permanecem ligados.

Aterragem num local onde um rover quase não tem peso

A gravidade de Fobos é apenas cerca de um duemilésimo da gravidade terrestre. Isso altera o desafio da aterragem: a sonda tem de tocar no solo com suavidade suficiente para não ressaltar e se afastar da superfície. Quatro pernas de aterragem foram concebidas para absorver o impacto e ajudar a manter a MMX estável.

O rover Idefix, com 25 quilogramas, ajuda a perceber a diferença. Segundo a ESA, o seu peso em Fobos será equivalente ao de um objeto de 15 gramas na Terra. A sua massa continua a ser de 25 quilogramas, mas a fraca gravidade da lua exerce sobre ele uma força muito menor.

A agência espacial francesa CNES e o Centro Aeroespacial Alemão, DLR, desenvolveram em conjunto o Idefix. O rover chegará à superfície antes da aterragem da sonda principal, recolhendo informações sobre o terreno e o material da superfície para apoiar os preparativos da aterragem.

O Idefix transporta câmaras, um radiômetro e um espectrómetro Raman. As câmaras examinam o terreno e ajudam na navegação. O radiômetro mede a radiação térmica, enquanto o espectrómetro usa a luz para identificar minerais. O DLR forneceu equipamento de ensaio, incluindo uma torre de queda e um simulador de condições de gravidade muito fraca.

Antes da aterragem, a MMX observará Fobos a partir de uma órbita quase satélite. Em termos simples, a sonda seguirá uma trajetória em torno de Marte que a manterá perto de Fobos, permitindo observações repetidas. A ESA prevê cerca de três anos de operações junto da lua, incluindo cartografia, atividade do rover e recolha de amostras.

Duas formas de recolher uma amostra pequena, mas valiosa

A MMX transporta dois sistemas de recolha. Um amostrador cilíndrico recolherá material a uma profundidade de cerca de dois centímetros. Um amostrador pneumático usará gás pressurizado para levantar material solto da superfície e encaminhá-lo para um recipiente.

O objetivo de recolha da JAXA é ultrapassar os 10 gramas; a ESA descreve a meta como, pelo menos, 10 gramas. Os dois sistemas permitem recolher material abaixo da superfície imediata e dos grãos soltos que se encontram à superfície.

A Honeybee Robotics, da Blue Origin, desenvolveu o amostrador pneumático como parte do contributo da NASA. Recolher material num ambiente de gravidade fraca exige controlar tanto o contacto da sonda com o solo como o movimento dos grãos para dentro do equipamento de recolha.

Elliot Sefton-Nash, cientista do projeto MMX na ESA, explicou a vantagem de trazer amostras para a Terra: alguns dos instrumentos laboratoriais mais precisos são demasiado grandes e sensíveis para serem enviados para o espaço. Na Terra, os cientistas podem analisar os grãos com equipamento que uma sonda não consegue transportar.

O Japão já demonstrou o valor científico desta abordagem. A Hayabusa trouxe material do asteroide Itokawa e a Hayabusa2 regressou com amostras de Ryugu em dezembro de 2020. A MMX alarga essa experiência a uma lua de outro planeta, acrescentando o desafio de uma viagem de ida e volta pelo sistema marciano.

O que os instrumentos vão medir antes da aterragem

O instrumento MEGANE da NASA analisará a composição elementar de Fobos medindo as energias dos neutrões e dos raios gama emitidos pela sua superfície. Elementos diferentes produzem padrões distintos nessas medições, ajudando os cientistas a identificar a composição da lua.

A página da missão MMX da NASA identifica o Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, no Maryland, como responsável pelo desenvolvimento do MEGANE, em colaboração com o Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia. As medições ajudarão a relacionar a química da superfície da lua com a questão da sua origem.

O espectrómetro francês de infravermelhos MIRS estudará a composição da superfície usando luz infravermelha. Está a ser desenvolvido no LESIA, no Observatório de Paris, em colaboração com outros quatro laboratórios franceses e a CNES. Câmaras e um instrumento de medição a laser também apoiarão a cartografia e a seleção de zonas de aterragem.

O Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Engenharia de Precisão, em Jena, na Alemanha, está a fornecer um sistema laser miniaturizado. A sonda também transporta instrumentos para medir poeiras, radiação e partículas carregadas no ambiente em torno de Marte.

A JAXA e a NHK desenvolveram em conjunto câmaras capazes de gravar imagens com resolução 4K e 8K. Além das medições científicas, estas fornecerão imagens detalhadas da região envolvente da missão. Kawakatsu afirmou estar ansioso por ver as imagens captadas.

A MMX também observará a atmosfera marciana e o ambiente espacial envolvente. A JAXA pretende acompanhar a circulação do material atmosférico e a sua fuga para o espaço, ajudando a explicar como Marte mudou ao longo de vastos períodos.

Trazer a cápsula de regresso exigirá uma equipa internacional

A JAXA lidera a MMX, com a NASA, a CNES, o DLR e a ESA como parceiros. A ESA forneceu um transponder e um amplificador de potência para as comunicações, e a sua rede terrestre Estrack enviará comandos e receberá informações sobre o estado da sonda e dados científicos.

A Rede de Espaço Profundo da NASA prestará apoio às comunicações e à navegação. A NASA também financia participantes norte-americanos nas equipas científicas através do seu programa Discovery, gerido pelo Centro de Voo Espacial Marshall. A agência agendou uma sessão informativa sobre os seus contributos para 15 de outubro, às 16h00, hora de verão do leste dos Estados Unidos.

O Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica da JAXA identifica, na sua descrição do projeto MMX, a melhoria das comunicações através de uma nova estação terrestre de espaço profundo como um dos objetivos tecnológicos da missão. Os outros objetivos incluem realizar a viagem de ida e volta a Marte e melhorar as técnicas de recolha em corpos celestes.

Prevê-se que a viagem de regresso demore cerca de um ano. Perto da Terra, a MMX libertará uma cápsula de amostras com cerca de 60 centímetros de diâmetro. Um escudo térmico protegê-la-á durante a entrada na atmosfera, antes da aterragem prevista no deserto australiano.

A cápsula recuperada será depois transportada para o Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica da JAXA, em Sagamihara, perto de Tóquio. Os técnicos abrirão a cápsula num laboratório especializado, extrairão e catalogarão o material e disponibilizarão amostras para investigação científica.

As tentativas anteriores de estudar Fobos mostram como este destino é difícil. As sondas soviéticas Phobos 1 e Phobos 2, lançadas em 1988, perderam o contacto antes de concluírem as suas missões. A missão russa Phobos-Grunt não conseguiu sair da órbita terrestre em 2011.

A MMX pretende completar toda a cadeia: observações prolongadas, exploração da superfície, recolha e regresso. O sucesso proporcionaria aos cientistas material físico do sistema marciano e daria ao Japão experiência prática em viagens de ida e volta a Marte.

Pontos principais

• O lançamento da MMX num foguetão H3 a partir de Tanegashima está previsto para 20 de outubro de 2026, hora do Japão.
• Prevê-se que a sonda chegue a Marte em agosto de 2027 e traga amostras para a Terra em 2031.
• A JAXA pretende recolher mais de 10 gramas de Fobos com um amostrador cilíndrico e um amostrador pneumático.
• O rover Idefix explorará a superfície antes da aterragem da sonda principal.
• Os cientistas vão testar se as luas marcianas se formaram a partir de detritos de um impacto ou se são asteroides capturados.
• As amostras poderão incluir pequenas quantidades de material arrancado de Marte.
• A cápsula de regresso aterrará na Austrália antes de ser transferida para o laboratório da JAXA em Sagamihara.