La mission MMX (Martian Moons eXploration), conduite par l'agence spatiale japonaise Jaxa avec la participation du Cnes et du DLR, a pour objectif l'étude détaillée des deux petites lunes de Mars, Phobos et Deimos.

Il s'agit de la plus importante mission japonaise dans le Système solaire à ce jour : elle sera la première au monde à se poser sur Phobos et rapportera en 2031 les premiers échantillons de cette lune, et donc du système martien. Comprendre l'origine de ces deux lunes permettra en outre d'éclairer la formation du système martien, et, plus largement, les processus de formation planétaire dans l'ensemble du Système solaire.

Son lancement à bord d'un lanceur H3 de la Jaxa, depuis le Centre spatial de Tanegashima, est prévu le 20 octobre 2026 à 04 h 41, heure du Japon, soit le 19 octobre à 21 h 41, heure de Paris. La fenêtre de tir, d'une durée de 19 jours, se refermera le 7 novembre 2026.

Un calendrier étalé sur cinq années

Après son lancement, MMX voyagera pendant moins d'un an avant d'atteindre Mars. Son insertion en orbite est prévue en août 2027.

La sonde passera trois années dans le système martien où elle étudiera d'abord Phobos, qui est sa cible principale, avec des objectifs progressifs. D'abord, des observations en quasi-orbite de la plus imposante des deux lunes de Mars et l'étude de sa surface grâce aux instruments embarqués. En parallèle de cette phase, l'équipe scientifique MMX choisira deux zones propices aux futurs atterrissages, en vue de la collecte d'échantillons de Phobos, le cœur de cette mission.

En 2029, lors d'une des répétitions générales de cette manœuvre, au cours d'une descente à environ 50 mètres de la surface, le petit rover franco-allemand Idefix de la mission s'éjectera et commencera sa mission prévue pour 100 jours sur Phobos. Notez que, d'ici quelques jours, nous mettrons en ligne une interview du chef du programme Idefix au Cnes.

MMX a pour objectif de se poser plusieurs heures à la surface, sur deux sites différents, pour creuser avec un tube évidé à environ deux centimètres sous la surface, et de recueillir au moins 10 grammes de matière avant de redécoller vers l'orbite. Le départ du système martien est prévu en novembre 2030 pour un retour sur Terre de la capsule d'échantillons, dans le désert australien, en juillet 2031.

Une architecture en trois modules

MMX se compose de trois modules aux fonctions distinctes qui compte 13 instruments, rover compris. Le module de propulsion assurera le transfert vers Mars, ainsi que les manœuvres de freinage à l'arrivée. Le module d'exploration et d'atterrissage transportera les instruments scientifiques, notamment les caméras et les spectromètres, ainsi que le rover franco-allemand Idefix. Enfin, le module de retour, équipé de la capsule de rentrée et de ses boucliers thermiques, ramènera les échantillons sur Terre.

Idefix, premier rover à rouler sur un corps de très faible gravité

Développé conjointement par le DLR et le Cnes, Idefix est un rover qui mesure 45 cm de long, 40 cm de large et 35 à 51 cm de haut. Sa conception très intégrée lui permet de réunir l'essentiel des éléments d'un rover scientifique complet pour une masse de seulement 25 kilogrammes.

Du fait de sa faible masse et de la très faible gravité de Phobos, Idefix n'a pas besoin d'atterrisseur : la sonde le laissera tomber en chute libre ! Une fois au sol, il se redressera de façon autonome et entamera une mission d'environ trois mois, au cours de laquelle il explorera des zones d'intérêt scientifique. Ses observations préalables aideront également à préparer l'atterrissage de la sonde mère pour prélever les échantillons.

Photomontage de Mars et de ses deux lunes, Phobos (en bas) et Deimos (en haut), cibles de la mission MMX. De forme irrégulière, elles mesurent respectivement 27 et 15 kilomètres de diamètre maximal. © Nasa, JPL-Caltech, University of Arizona

D'où viennent Phobos et Deimos ?

Phobos et Deimos, découvertes en 1877 par l'Américain Asaph Hall, sont, avec la Lune, les seules lunes du Système solaire interne.

De forme irrégulière, elles mesurent respectivement un peu moins de 27 et 15 kilomètres de diamètre maximal. Pour expliquer leur origine, deux hypothèses s'opposent :

1. La capture d'astéroïdes : le spectre sombre et rougeâtre des deux lunes ressemble à celui d'astéroïdes primitifs. En revanche, leurs orbites quasi circulaires et quasi équatoriales s'expliquent difficilement par une simple capture.
2. L'impact géant : un corps volumineux aurait percuté Mars et éjecté un disque de débris à partir duquel les lunes se seraient formées. Cette hypothèse rend bien compte de la dynamique orbitale, mais s'accorde moins aisément avec la composition observée à distance.

L'analyse en laboratoire des échantillons, en particulier de la composition isotopique, devrait permettre de trancher. Cependant, un scénario mixte n'est pas exclu. Enfin, les échantillons pourraient contenir un élément supplémentaire d'intérêt : des traces de roche martienne, projetées sur Phobos lors d'impacts d'astéroïdes ultérieurs. La capsule pourrait ainsi rapporter, outre la matière de Phobos, du matériau de Mars lui-même.