La sonde japonaise MMX va se poser sur Phobos et rapporter 10 grammes sur Terre

Le Japon s’apprête à tenter ce qu’aucune agence spatiale n’a encore réussi : se poser sur une lune de Mars, y prélever au moins 10 grammes de sa surface et ramener cette poignée de poussière sur Terre. La sonde s’appelle MMX, pour Martian Moons eXploration, et sa cible est Phobos, une lune bosselée en forme de pomme de terre d’environ 27 kilomètres de long qui tourne autour de Mars plus près que toute autre lune connue ne tourne autour de sa planète. Si le plan fonctionne, les laboratoires sur Terre détiendront le premier échantillon physique jamais prélevé dans le système martien.

Cet enjeu est crucial car personne ne sait d’où Mars tient ses deux lunes. Phobos et sa plus petite sœur Deimos pourraient être des astéroïdes qui se sont trop approchés et ont été capturés, ou des débris projetés en orbite lors d’un impact géant sur Mars. Chaque réponse raconte une histoire différente du système solaire primitif, et seul un échantillon analysé en laboratoire peut trancher.

La mission est dirigée par l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA), l’agence derrière les sondes Hayabusa qui ont rapporté des grains de deux astéroïdes. La NASA, l’agence spatiale française CNES, le Centre aérospatial allemand DLR et l’Agence spatiale européenne sont partenaires. JAXA la présente comme la plus grande mission planétaire internationale jamais menée par le Japon.

« La lune martienne Phobos reste une frontière inexplorée pour l’humanité », a déclaré Kawakatsu Yasuhiro, chef de projet MMX, dans un communiqué de JAXA. « En ramenant des échantillons de Phobos, nous espérons explorer comment les lunes martiennes se sont formées, comment la sphère martienne a évolué, et comment l’eau et les matières organiques trouvées sur les planètes telluriques sont apparues. »

Comment MMX compte prélever un morceau de lune

La sonde mesure environ 9 mètres de long et est constituée de trois modules empilés : un module de propulsion pour freiner et se placer en orbite autour de Mars, un module d’exploration portant le train d’atterrissage et les outils de prélèvement, et un module de retour qui ramènera l’échantillon sur Terre. Elle embarque 11 instruments scientifiques, sept sur la sonde principale et quatre sur un petit rover, selon l’ESA.

Phobos est trop petite pour être orbitée de manière classique. Sa gravité est inférieure au millième de celle de la Terre, donc MMX volera sur ce que les ingénieurs appellent une orbite quasi-satellite : techniquement, elle tourne autour de Mars, mais elle se déplace en synchronisation avec Phobos et semble boucler autour de la lune. De là, une caméra télescopique appelée TENGOO peut distinguer des détails d’environ 40 centimètres, tandis qu’une caméra grand angle nommée OROCHI, un altimètre laser, un spectromètre infrarouge français MIRS et un instrument gamma-neutron de la NASA nommé MEGANE cartographient le terrain, les minéraux et les éléments chimiques.

Avant que la sonde principale ne risque un atterrissage, elle lâchera un éclaireur. Idefix, un rover de 25 kilogrammes construit par le CNES et le DLR, tombera de 40 à 100 mètres au-dessus de la surface, se redressera et roulera pendant environ 100 jours. Sur Phobos, il pèsera à peu près l’équivalent de 15 grammes sur Terre, soit quelques feuilles de papier.

Vient ensuite le contact. Le module d’exploration restera à la surface pendant environ deux heures et demie et pourra atterrir une seconde fois sur un autre site. Son outil principal est un carottier monté sur un bras robotique qui mord environ 2 centimètres sous la surface, assez profond pour atteindre une matière que la lumière solaire et le rayonnement n’ont pas altérée chimiquement. Un outil de secours fourni par la NASA projette des grains de surface dans un conteneur à l’aide d’un jet d’azote gazeux, le même principe qu’OSIRIS-REx a utilisé sur l’astéroïde Bennu, bien que dans la faible gravité de Phobos ce jet comporte un petit risque de renverser la sonde.

Pourquoi une lune de Mars, et pas Mars elle-même

La question de l’origine de Phobos est en réalité une question sur la façon dont les planètes obtiennent leur eau. Si Phobos est un astéroïde capturé, il devrait ressembler aux astéroïdes sombres et riches en carbone qui ont peut-être apporté de l’eau et des molécules organiques aux jeunes planètes rocheuses. S’il s’est formé à partir de débris après un impact géant, il devrait être principalement constitué de croûte martienne.

« La clé de ce mystère réside dans les lunes martiennes, qui ressemblent beaucoup aux astéroïdes carbonés, ces corps célestes capables de transporter les ingrédients d’une atmosphère et de l’eau », a déclaré Kuramoto Kiyoshi, chercheur principal. Phobos ressemble effectivement à un astéroïde capturé vu de l’extérieur, mais son orbite, presque circulaire et proche de l’équateur de Mars, est difficile à expliquer s’il a simplement été arraché au trafic passant.

Il y a un bonus. Les impacts d’astéroïdes sur Mars ont projeté du sol martien dans l’espace pendant des milliards d’années, et Phobos orbite si près qu’on pense qu’il capte une partie de ces débris. Un échantillon de Phobos pourrait donc contenir des grains de Mars elle-même. Avec le programme de retour d’échantillons martiens NASA-ESA effectivement annulé après des pressions budgétaires, MMX pourrait livrer le premier matériau martien à atteindre la Terre par conception plutôt que comme météorite.

Une cible qui a déjoué tous les visiteurs jusqu’ici

L’ampleur du défi se mesure à l’histoire. L’Union soviétique a perdu ses deux sondes Phobos avant qu’elles n’atteignent la lune, et la tentative ultérieure de retour d’échantillon russe, Phobos-Grunt, n’a jamais quitté l’orbite terrestre. Aucune sonde spatiale n’a jamais touché Phobos.

Comparé à ce qui a précédé, 10 grammes constituent une récolte importante. Hayabusa de JAXA n’a rapporté que de minuscules grains de l’astéroïde Itokawa, et Hayabusa2 a rapporté environ 5,4 grammes de l’astéroïde Ryugu. MMX deviendrait également la première sonde à se poser sur une lune d’une autre planète et à en décoller, et la première à revenir sur Terre après un aller-retour dans le système martien.

La mission emporte aussi quelques extras. Deux caméras ultra-haute définition construites avec le diffuseur japonais NHK filmeront Mars et ses lunes en 8K, et sur le chemin du retour, MMX survolera Deimos, la plus petite et la moins explorée des deux.

Ce que MMX ne peut pas promettre

Les missions de retour d’échantillons sont de longues chaînes d’éléments qui doivent tous fonctionner, et MMX présente plusieurs maillons faibles. La fusée est le premier. Le H3 japonais a perdu un satellite de navigation lors d’un vol raté avant de revenir en service avec un lancement réussi cet été, donc un seul lancement porte toute la mission.

L’atterrissage est le second. Personne n’a mesuré la fermeté ou la meublesse de la surface de Phobos, ce qui explique pourquoi Idefix passe en premier. L’échantillonneur de secours à gaz pourrait renverser la sonde, et une mission qui n’atterrit qu’une seule fois n’échantillonnera qu’un seul endroit d’une lune dont la couleur et la texture varient à sa surface.

Enfin, même un échantillon parfait pourrait ne pas mettre fin au débat. Des grains de Mars mélangés au sol pourraient rendre Phobos plus martien qu’il ne l’est, et une lune assemblée à partir de débris d’impact pourrait encore contenir du matériau astéroïdal. Les scientifiques s’attendent à ce que la réponse vienne d’isotopes et de minéraux mesurés sur des années, et non d’un résultat unique à la une.

Questions courantes sur MMX et Phobos

Quand MMX décolle-t-il ?

MMX doit décoller à bord d’une fusée H3 depuis le Centre spatial de Tanegashima, dans le sud du Japon, à 04h41 heure japonaise le 20 octobre 2026, soit 19h41 UTC et 21h41 CEST le 19 octobre. Les dates de lancement peuvent être reportées en raison de la météo ou de vérifications techniques.

Combien de temps MMX met-il pour atteindre Mars ?

Environ un an. La sonde doit entrer en orbite autour de Mars en août 2027 et commencer son orbite quasi-satellite autour de Phobos le mois suivant.

Quand l’échantillon de Phobos arrivera-t-il sur Terre ?

La capsule de retour doit atterrir en parachute en Australie en 2031, après quoi elle sera emmenée au Japon pour analyse. La mission est conçue pour rapporter au moins 10 grammes de matière.

Pourquoi Phobos est-il important ?

Phobos pourrait être un astéroïde capturé ou un fragment de Mars projeté dans l’espace par un impact ancien. Sa composition pourrait révéler lequel, et aider à expliquer comment l’eau et les molécules organiques sont parvenues sur Terre et sur Mars. Il pourrait aussi contenir des grains de sol martien.

Quelqu’un s’est-il déjà posé sur Phobos ?

Non. Deux sondes soviétiques ont été perdues en 1988 et 1989 avant d’atteindre la lune, et la mission russe Phobos-Grunt a échoué en orbite terrestre en 2011. MMX serait la première sonde à toucher sa surface.

La suite

Si le lancement a lieu, MMX arrive sur Mars en août 2027 et atteint son orbite autour de Phobos en septembre 2027. Idefix doit être largué début 2029, la sonde principale doit toucher le sol en 2030, et la capsule d’échantillon doit atterrir en Australie en 2031. L’orbiteur Mars Express de l’ESA, confirmé pour fonctionner au moins jusqu’en 2029, pourrait appuyer les observations depuis le ciel.

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