Japans Sonde MMX soll auf dem Marsmond Phobos landen und 10 Gramm zur Erde bringen

Japan steht vor einem Unterfangen, das noch keine Raumfahrtagentur der Welt geschafft hat: auf einem Marsmond zu landen, mindestens zehn Gramm von dessen Oberfläche aufzusammeln und diesen Staub zur Erde zurückzufliegen. Das Raumschiff heißt MMX, kurz für Martian Moons eXploration, und sein Ziel ist Phobos, ein klumpiger, kartoffelförmiger Mond von etwa 27 Kilometern Länge, der den Mars näher umkreist als jeder andere bekannte Mond seinen Planeten. Wenn der Plan aufgeht, werden Labore auf der Erde die erste physische Probe aus dem Marssystem in Händen halten.

Das ist von Bedeutung, weil niemand weiß, woher der Mars seine beiden Monde hat. Phobos und sein kleinerer Begleiter Deimos könnten Asteroiden sein, die dem Mars zu nahe kamen und eingefangen wurden, oder sie könnten Trümmer sein, die bei einem gewaltigen Einschlag auf dem Mars ins All geschleudert wurden. Jede Antwort erzählt eine andere Geschichte über das frühe Sonnensystem, und nur eine im Labor analysierte Probe kann die Frage klären.

Die Mission wird von der japanischen Raumfahrtagentur JAXA geleitet, der Agentur hinter den Hayabusa-Sonden, die Körner von zwei Asteroiden zur Erde brachten. Die NASA, die französische Raumfahrtagentur CNES, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Europäische Weltraumorganisation sind Partner. JAXA bezeichnet sie als die größte internationale Planetenmission, die Japan je geleitet hat.

„Der Marsmond Phobos ist für die Menschheit noch immer eine unerforschte Grenze“, sagte MMX-Projektmanager Kawakatsu Yasuhiro in einer JAXA-Mitteilung. „Indem wir Proben von Phobos zur Erde bringen, hoffen wir zu erforschen, wie die Marsmonde entstanden sind, wie sich die Marsphäre entwickelt hat und wie das Wasser und die organischen Materialien, die auf den erdähnlichen Planeten gefunden werden, entstanden sind.“

Wie MMX ein Stück eines Mondes einfangen will

Das Raumschiff ist etwa neun Meter lang und besteht aus drei übereinander gestapelten Modulen: einem Antriebsmodul zum Abbremsen in einen Marsorbit, einem Erkundungsmodul mit den Landebeinen und der Probenahmeausrüstung sowie einem Rückkehrmodul, das die Probe nach Hause bringen soll. Es trägt elf wissenschaftliche Instrumente, sieben am Hauptraumschiff und vier an einem kleinen Rover, so die ESA.

Phobos ist zu klein, um auf übliche Weise umkreist zu werden. Seine Schwerkraft beträgt weniger als ein Tausendstel der irdischen, daher wird MMX eine sogenannte Quasi-Satelliten-Umlaufbahn fliegen: Technisch gesehen umkreist es den Mars, aber es bewegt sich im Gleichschritt mit Phobos und scheint sich um den Mond zu schlingen. Von dort aus kann eine Teleskopkamera namens TENGOO Merkmale von etwa 40 Zentimetern Größe erkennen, während eine Weitwinkelkamera namens OROCHI, ein Laserhöhenmesser, ein französisches Infrarotspektrometer namens MIRS und ein NASA-Gamma- und Neutroneninstrument namens MEGANE das Gelände, die Mineralien und die chemischen Elemente kartieren.

Bevor das Hauptraumschiff eine Landung riskiert, setzt es einen Kundschafter ab. Idefix, ein 25 Kilogramm schwerer Rover von CNES und DLR, wird aus 40 bis 100 Metern Höhe über der Oberfläche abgeworfen, sich aufrichten und etwa 100 Tage lang umherrollen. Auf Phobos wird er etwa so viel wiegen wie 15 Gramm auf der Erde, ungefähr so viel wie ein paar Blatt Papier.

Dann kommt die Berührung. Das Erkundungsmodul bleibt etwa zweieinhalb Stunden auf der Oberfläche und könnte an einer zweiten Stelle erneut landen. Sein Hauptwerkzeug ist ein Bohrer an einem Roboterarm, der etwa zwei Zentimeter tief eindringt – tief genug, um Material zu erreichen, das Sonnenlicht und Sonnenstrahlung chemisch nicht verändert haben. Ein von der NASA geliefertes Backup sprengt Oberflächenkörner mit einem Stickstoffgasstrahl in einen Behälter, nach demselben Prinzip wie OSIRIS-REx am Asteroiden Bennu, allerdings birgt dieser Strahl in Phobos‘ schwacher Schwerkraft ein gewisses Risiko, das Raumschiff umzukippen.

Warum ein Marsmond und nicht der Mars selbst

Die Frage, woher Phobos kommt, ist eigentlich eine Frage danach, wie Planeten ihr Wasser bekommen. Wenn Phobos ein eingefangener Asteroid ist, sollte er wie die dunklen, kohlenstoffreichen Asteroiden aussehen, die möglicherweise Wasser und organische Moleküle zu den jungen Gesteinsplaneten gebracht haben. Wenn er aus Trümmern nach einem gewaltigen Einschlag entstanden ist, sollte er hauptsächlich aus Marskruste bestehen.

„Der Schlüssel zu diesem Rätsel liegt in den Marsmonden, die kohlenstoffhaltigen Asteroiden sehr ähnlich sehen – genau jenen Himmelskörpern, die die Zutaten für eine Atmosphäre und Wasser transportieren können“, sagte Hauptforscher Kuramoto Kiyoshi. Phobos sieht von außen zwar wie ein eingefangener Asteroid aus, aber seine nahezu kreisförmige Umlaufbahn nahe des Marsäquators ist schwer zu erklären, wenn er einfach aus dem vorbeiziehenden Verkehr aufgeschnappt wurde.

Es gibt einen Bonus. Asteroideneinschläge auf dem Mars haben über Milliarden Jahre hinweg Marsboden ins All geschleudert, und Phobos umkreist den Mars so nah, dass er vermutlich einen Teil dieses Schutts aufsammelt. Eine Phobos-Probe könnte daher Körner des Mars selbst enthalten. Mit dem Mars-Sample-Return-Programm von NASA und ESA, das nach Budgetzwängen praktisch eingestellt wurde, könnte MMX das erste Marsmaterial zur Erde bringen, das absichtlich (und nicht als Meteorit) auf die Erde gelangt.

Ein Ziel, das bisher jeden Besucher besiegt hat

Das Ausmaß der Herausforderung zeigt sich in der Geschichte. Die Sowjetunion verlor beide ihrer Phobos-Sonden, bevor sie den Mond erreichten, und Russlands späterer Probenrückholversuch Phobos-Grunt verließ nie die Erdumlaufbahn. Kein Raumschiff hat jemals Phobos berührt.

Im Vergleich zu früheren Missionen sind zehn Gramm eine große Menge. JAXAs Hayabusa brachte nur winzige Körner vom Asteroiden Itokawa zurück, und Hayabusa2 etwa 5,4 Gramm vom Asteroiden Ryugu. MMX wäre zudem das erste Raumschiff, das auf einem Mond eines anderen Planeten landet und wieder abhebt, und das erste, das nach einer Reise zum Marssystem zur Erde zurückkehrt.

Die Mission führt auch einige Extras mit sich. Zwei Ultra-High-Definition-Kameras, die mit dem japanischen Sender NHK gebaut wurden, werden Mars und seine Monde in 8K filmen, und auf dem Rückweg wird MMX an Deimos vorbeifliegen, dem kleineren und noch weniger erforschten der beiden.

Was MMX nicht versprechen kann

Probenrückholmissionen sind lange Ketten von Dingen, die alle richtig laufen müssen, und MMX hat mehrere Schwachstellen. Die Rakete ist die erste. Japans H3 verlor bei einem Fehlflug einen Navigationssatelliten, bevor sie diesen Sommer mit einem erfolgreichen Start wieder in Dienst gestellt wurde – ein einzelner Start trägt also die gesamte Mission.

Die Landung ist die zweite. Niemand hat gemessen, wie fest oder locker die Oberfläche von Phobos ist – genau deshalb geht Idefix zuerst. Der Backup-Gassammler könnte das Raumschiff umkippen, und eine Mission, die nur einmal landet, wird nur einen einzigen Ort auf einem Mond beproben, dessen Farbe und Textur über sein Gesicht hinweg variieren.

Schließlich könnte selbst eine perfekte Probe die Debatte nicht beenden. In den Boden eingemischte Marskörner könnten Phobos marianischer erscheinen lassen, als er ist, und ein aus Einschlagstrümmern zusammengesetzter Mond könnte dennoch Asteroidenmaterial enthalten. Wissenschaftler erwarten, dass die Antwort aus Isotopen und Mineralien kommt, die über Jahre hinweg analysiert werden, nicht aus einem einzigen Schlagzeilenergebnis.

Häufige Fragen zu MMX und Phobos

Wann startet MMX?

MMX soll am 20. Oktober 2026 um 04:41 Uhr japanischer Zeit vom Tanegashima Space Center im Süden Japans mit einer H3-Rakete abheben, was dem 19. Oktober 19:41 UTC und 21:41 MESZ entspricht. Starttermine können sich aufgrund des Wetters oder technischer Prüfungen verschieben.

Wie lange braucht MMX zum Mars?

Etwa ein Jahr. Das Raumschiff soll im August 2027 in einen Marsorbit eintreten und im folgenden Monat seine Quasi-Satelliten-Umlaufbahn um Phobos beginnen.

Wann wird die Phobos-Probe die Erde erreichen?

Die Rückkehrkapsel soll 2031 mit einem Fallschirm in Australien landen, wo sie dann zur Analyse nach Japan gebracht wird. Die Mission ist darauf ausgelegt, mindestens zehn Gramm Material zurückzubringen.

Warum ist Phobos wichtig?

Phobos könnte ein eingefangener Asteroid oder ein durch einen uralten Einschlag ins All geschleuderter Bruchteil des Mars sein. Seine Zusammensetzung könnte aufschlüsseln, welcher Fall zutrifft, und helfen zu erklären, wie Wasser und organische Moleküle zu Erde und Mars gelangten. Möglicherweise enthält er auch Körner des Marsbodens.

Ist schon einmal jemand auf Phobos gelandet?

Nein. Zwei sowjetische Sonden gingen 1988 und 1989 verloren, bevor sie den Mond erreichten, und Russlands Phobos-Grunt scheiterte 2011 in der Erdumlaufbahn. MMX wäre das erste Raumschiff, das seine Oberfläche berührt.

Wie es weitergeht

Wenn der Start klappt, erreicht MMX den Mars im August 2027 und seine Umlaufbahn um Phobos im September 2027. Idefix soll Anfang 2029 abgesetzt werden, das Hauptraumschiff soll 2030 aufsetzen, und die Probenkapsel soll 2031 in Australien landen. Der Mars-Express-Orbiter der ESA, der bis mindestens 2029 betrieben werden soll, könnte die Beobachtungen von oben unterstützen.

Schlagwörter: Astronomie, Mars, JAXA, MMX, Phobos, Probenrückführung