全球首次火星系采样返回任务！

北京时间2026年10月20日03:41:03（日本当地时间20日04:41:03），在种子岛宇宙中心LP2发射工位，H3-F10（H3-24L）运载火箭点火发射，升空约71分13秒星箭分离，火卫探测器(MMX)进入地火转移轨道(TMI)。此后，探测器在经历约1年的转移飞行后将抵达火星附近。

全球首次火星系天体采样返回

火卫探测(Martian Moons eXploration,MMX)任务为日本主导的并有美国、法国和德国参与的火星探测任务，目标对火星及其天然卫星组成的天体系统进行探测，首要目标是对火卫一“福波斯”（Phobos）实施采样返回，计划采样质量不小于10克。本次任务是全球首次火星系天体采样返回，从发射升空到完成采样返回，任务周期为5年，耗资3.5亿美元。

火卫探测任务(MMX)可以分为5个步骤。第一步（2026年10月），由H3运载火箭发射升空。第二步（2026至2027年），经过约1年的飞行抵达火星，然后前往火卫一“福波斯”。第三步（2027至2030年），进入靠近“福波斯”的准卫星轨道（Quasi-Satellite Orbit,QSO)，对“福波斯”进行详细探测；通过2次软着陆，采集不少于10克的样品；在主要探测任务的最后阶段，对火卫二“戴摩斯”（Deimos）进行探测。第四步（2030至2031年），离开火星系，进行为期1年的火地转移飞行。第五步（2031年），返回模块将样品返回舱释放再入地球大气层，在澳大利亚着陆。

一颗小行星大小的卫星

火卫一“福波斯”实拍（欧洲火星快车拍摄/安德里亚·卢克处理）

火卫一“福波斯”（Phobos）名称来自古希腊语，意为 “恐惧”（“fear”）。“福波斯”是火星两颗天然卫星中较大的一颗，最大直径27千米，运行在距离火星表面6000千米的轨道上。“福波斯”外形并非规整的球形，而是一个形似土豆的不规则的球体，更像一颗小行星。由于体量较小，“福波斯”表面重力水平只有地表的1/1700，低于近地轨道载人空间站的水平（地面重力的1/1000） ，日夜周期为24小时（白昼和黑夜各12小时），保持同一半球朝向火星。目前，“福波斯”形成时期尚无可知。

关于“福波斯”的起源，目前存在捕获说和撞击说两种观点，第一种观点认为“福波斯”及其同伴火卫二“戴摩斯”（Deimos）为火星捕获的小行星，第二种观点认为这两颗小行星为火星被撞击后抛射物质的残骸凝聚而成，火卫探测器(MMX)将能解开这一谜团，至少能搜集到小行星撞击火星所抛射物质在火卫一表面的沉积物。所以，对“福波斯”的采样返回也是对火星和火卫一整个天体系统的探测。

重达4.5吨的行星际探测器

右上起：探测模块（着陆模块）、返回模块、推进模块

火卫探测器(MMX)由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）宇宙科学研究所（Institute of Space and Astronautical Science，ISAS）研制，采用3舱串联结构，发射状态由下至上依次是推进模块、返回模块、探测模块（着陆模块）。该探测器发射状态最大宽度4.5米，高度5.3米，发射质量4480千克，是迄今日本最重的深空探测器。

火卫探测器（MMX）搭载了来自日本、美国、法国和德国的有效载荷，包括伸缩式地形相机（TENGOO）、广角多光谱相机（OROCHI）、近红外光谱仪（MIRS）【CNES提供】、伽马射线·中子射线光谱仪（MEGANE）【NASA提供】、激光高度计（LIDAR）、火星尘埃监测器（CMDM）、离子能量质谱仪（MSA）、巡视车（IDEFIX）【CNES/DLR提供】、钻取采样装置（C-SMP）、气动采集装置（P-SMP）【NASA提供】、样品返回舱（SRC）、行星空间放射环境监控（IREM）、高清相机（SHV）等13台（套）有效载荷，其中伽马射线·中子射线光谱仪（MEGANE）由美国航天局提供，近红外光谱仪（MIRS）由法国航天局提供，巡视车（IDEFIX）由法国航天局和德国航天局提供。

火卫探测器（MMX）（发射状态同向）

巡视车（IDEFIX）

由法国和德国联合研制的巡视车（IDEFIX）安装于探索模块（着陆底座模块）的底部，计划在第一次着陆前距离地面一定高度释放，单独开展巡视探测。火卫一表面取样通过两种方式进行，一种是通过美国提供的气动采集装置（P-SMP）气动吹拂表面物质使其飞入收集装置；另一种是通过钻取采样装置（C-SMP）钻入浅层地表提取浅层样品。

最高配H3火箭

H3为日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）航天运输技术司（Space Transportation Technology Division）与三菱重工业有限公司（Mitsubishi Heavy Industries）联合研制、并由三菱重工运营的低温液体运载火箭，采用两级或两级半构型。

本次任务使用了双“最高”配置H3运载火箭H3-24L，为助推级配备了4枚固体助推器的最高运力配置，为配备长款整流罩的最大高度配置。该箭芯级直径5.27米，助推器直径2.5米，可选配直径5.2米×长度10米（短版）、直径5.2米×长度16米（长版）和直径5.4米×长度16米（宽版）整流罩，起飞质量约575吨（不含航天器），高度200千米近地轨道（LEO）运力17.5吨，地球同步转移轨道（GTO）运力7.9吨。本次任务配备直径5.2米、长度16米长版整流罩，质量约2.7吨。

本次任务是H3运载火箭首次配备直径5.2米、长度16米长版整流罩，也是其首次执行深空发射任务。凭借氢氧芯级的配置，特别是末级配备了具备多次启动能力（可3次启动）、比冲较高（真空比冲448秒）的氢氧发动机LE-5B-3，其获得了较强的深空运力，本次任务航天器发射质量达到了4.5吨，是载重最大的行星际发射任务之一。

结语

火卫探测任务(MMX)是一项特别的火星系天体采样返回任务，其选取了人类探测器从未进行着陆探测的火卫一进行抵近探测、着陆探测、巡视探测并采样返回，是一次火星系统天体伴飞、着陆、巡视和采样返回于一体的探测任务，这在全球行星际探测任务中还是第一次。

火卫探测任务(MMX)是日本小行星采样返回任务的升级版，借助“隼鸟2号”任务积累的工程经验，日本实施火卫探测任务(MMX)的把握性大幅提升。火卫探测任务(MMX)是一次低成本行星际天体采样返回任务，其选取了小型天体火卫一作为目标天体，被捕获和逃逸所需的速度变量较小，相较于主星火星采样返回任务，整体难度更小、成本更低，为中等强国的行星际探测任务开辟了另一条路径。

作者：木兰星舟