為帶回至少 10 公克樣本，展開五年旅程
日本於 2026 年 10 月 20 日在鹿兒島縣種子島宇宙中心發射「火星衛星探測」（MMX）太空船，展開任務，預計從火衛一採集樣本並於 2031 年送回地球。任務目標是帶回至少 10 公克岩石與土壤，協助解釋火星衛星的形成過程。
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日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）表示，H3 火箭 10 號機於當地時間凌晨 4 時 41 分 03 秒升空。太空船於 71 分 13 秒後確認分離，無人探測器隨即飛向火星。另有發射報導指出升空時間為凌晨 4 時 31 分；JAXA 提供的時間則為凌晨 4 時 41 分。
MMX 預計於 2027 年 8 月抵達火星系統。它將研究火星兩顆衛星中較大、距離較近的火衛一，觀測較小的火衛二，並部署名為 Idefix 的探測車，之後再嘗試自行著陸並採集樣本。
若任務成功，MMX 將成為首個從火星衛星帶回樣本的任務，也是首艘完成往返火星系統旅程並帶回採集物的太空船。樣本返回艙預定降落於澳洲伍默拉。
日本將過去兩次成功的小行星採樣任務所累積的經驗，運用在不同的目的地。火衛一重力極弱、地表不規則，附近還有強大的行星。抵達火衛一只是第一步：MMX 必須勘查地形、安全著陸、採集物質、再次升空，並把樣本帶回地球。
火衛一為何是主要目標
火衛一直徑約 20 至 22 公里，形狀更像凹凸不平的馬鈴薯，而非球體。它在距離火星表面約 6,000 公里的軌道上運行，約 7 小時 39 分繞行火星一圈，每天約繞行三圈。
火衛一的重力不到地球表面重力的千分之一。在地球上能穩穩待在地面的物體，在那裡的表現截然不同：輕輕一推就可能離開地表，著陸設備也必須控制接觸地面的力道，以免反彈飛離。
火星也會大幅影響太空船的運動。MMX 將在準衛星軌道上進行詳細觀測，這是一條繞火星運行、讓探測器保持接近火衛一的軌道。採取這種軌道，太空船便能反覆觀察這顆衛星，而不必仰賴微弱重力維持一般的近距離軌道。
火衛二則提供另一個比較對象。MMX 將從遠處觀測這顆衛星，讓科學家比較兩顆衛星的外觀與成分，同時把地表作業集中在火衛一。
探測車將先勘查地面
Idefix 由法國國家太空研究中心（CNES）與德國航空太空中心（DLR）共同研製，將在主太空船著陸前勘查地表。它的名稱取自《阿斯泰利克斯》漫畫中的小狗。
這輛探測車有四個輪子，大小約與微波爐相當。計畫是在距離火衛一地表約 40 公尺處釋放，接著進行約 100 天的地表探測。它預計以每秒約 1 毫米的速度移動；在牽引力與穩定性都難以掌握的環境中，這是刻意採取的緩慢速度。
Idefix 將勘查地形與土壤，提供資訊協助為 MMX 挑選著陸地點。從上方拍攝的影像可顯示斜坡與大型岩石；地面測量則能進一步了解車輛接觸並行經地表時，地表的反應。
探測車與主太空船各有不同任務。Idefix 將花數月勘查地面，MMX 的採樣行動則預計約需兩小時。探測車的調查結果將協助任務團隊為這段短暫的直接接觸做好準備。
MMX 如何採集樣本
JAXA 訂定的最低採樣目標為至少 10 公克。更詳細的說明則提出兩次採集機會，並設定約 20 公克的較高目標，每次採集約 10 公克。
採樣方式結合地表下方物質的採集，以及地表鬆散物質的收集。機械手臂將協助取得地面下數公分處的物質；另一套使用加壓氣體的系統則會揚起地表顆粒，並將它們導入容器。
從不同深度與地點採樣，可讓研究人員取得比單次採集更廣泛的樣本。地表顆粒曾暴露於太空環境，底下的物質可能經歷不同條件。科學家可將樣本與著陸前取得的地質觀測資料進行比較。
MMX 配備彼此獨立的推進、探測與返回模組。探測模組設有四支著陸腳，任務也搭載用於調查地表及其成分的儀器。NASA 提供的 MEGANE 儀器可辨識火衛一上的元素，協助把衛星附近進行的測量與後續實驗室分析連結起來。
從抵達火星到返回地球的時程
MMX 的大致時程安排約一年飛往火星、約三年在火星系統內探測，再花約一年返家。這三年的火星系統作業，是整體任務的一部分，任務預計於 2031 年結束。
不同的詳細報導對探測車部署與採樣日期說法不一。一份時程表將 Idefix 部署安排在 2029 年初，並計畫於 2030 年在兩處採樣；另一份則訂出 2028 年 12 月前採樣的目標。目前尚未公布能統一這些日期的定論。
- 2026 年 10 月 20 日：H3 火箭 10 號機自種子島發射 MMX，約 71 分鐘後確認太空船分離。
- 2027 年 8 月：預定抵達火星系統。
- 2027 年 9 月：預定開始詳細觀測火衛一，涵蓋其表面、內部結構、重力與礦物成分。
- 探測期間：Idefix 預計先勘查地表約 100 天，之後 MMX 再進行採樣作業。
- 2030 年 11 月：詳細任務時程將返地球的出發時間訂於當月。
- 2031 年：樣本返回艙預定降落於澳洲伍默拉；詳細時程以該年年底為目標。
每個階段都為下一階段鋪路。觀測有助於找出適合的地形，探測車可補充地表資訊，而採樣作業也必須確保太空船能繼續返程。
兩種相互競爭的衛星形成假說
科學家希望樣本能協助回答一個基本問題：火衛一和火衛二原本是各自獨立的天體，後來被火星捕獲，還是由大型撞擊後留下的碎片形成？
捕獲假說認為，在太陽系中運行的小行星受火星重力牽引而被捕獲。撞擊假說則認為，大型天體撞上火星後將物質拋入太空，其中部分物質聚集形成衛星。
與單靠影像相比，實驗室測量能更深入分析個別顆粒的礦物與化學成分。研究人員將尋找與小行星物質及火星相關物質的相似之處，再結合衛星結構與地表觀測結果進行研究。
MMX 對火衛一與火衛二進行比較，也能為研究提供另一線索。兩者的相似或相異之處，可協助研究人員評估它們是否有共同的形成歷史。因此，這項任務結合了對整顆衛星的觀測，以及對極少量物質的近距離分析。
火衛一可能也含有火星碎片
火星遭受撞擊時，可能將行星碎片拋入太空。經過長時間，一些碎片可能抵達附近的火衛一，混入其表面。因此，MMX 在火衛一著陸時，也可能採集到來自火星的物質。
研究人員希望這些碎片能提供古代火星環境的資訊。要找到並辨識碎片，返回艙送抵地球後，必須進行仔細的實驗室研究，並同時分析火衛一本身的物質。
更廣泛的科學計畫也關注早期太陽系中水與有機物質的移動。有機化合物是以碳為基礎的化學物質。研究其成分與歷史，有助科學家探討與宜居環境相關的物質如何抵達岩質行星。
地球上的實驗室能以不同儀器分析同一批顆粒，也能保留部分樣本供日後研究。這正是帶回樣本，而非僅以太空船搭載的設備進行所有測量，至關重要的原因之一。
日本承襲隼鳥號任務經驗
日本的隼鳥號任務於 2010 年從小行星糸川帶回不到 1 公克的物質；隼鳥 2 號則於 2020 年從龍宮小行星帶回 5.4 公克。MMX 將這一系列任務從小行星拓展至另一顆行星的衛星。
MMX 至少採集 10 公克的目標，約為龍宮樣本 5.4 公克的 1.9 倍；若採集到 20 公克，則約為其 3.7 倍。即使樣本很少，也能支持大量研究，因為科學家可逐一檢視顆粒，並將物質分配給不同的專門檢測。
火衛一一直難以抵達。過去三項蘇聯與俄羅斯任務曾嘗試探測火衛一，包括預定進行的地表作業，但都未能成功著陸。1989 年，火衛一 2 號曾接近這顆衛星並傳回影像。
MMX 由日本主導，並有 NASA、歐洲太空總署、CNES 與 DLR，以及大學和科技公司參與。法國與德國提供探測車，NASA 的 MEGANE 儀器則負責測量地表元素。這項合作結合了飛行與著陸工程，以及解讀最終樣本所需的科學研究。
H3 火箭完成發射，最艱難的任務仍在前方
JAXA 與三菱重工業於 2014 年開始研發 H3 火箭。火箭在 2023 年首次飛行失敗，之後連續五次成功發射，卻又在 2025 年 12 月發射失敗。2026 年 6 月，H3 恢復成功發射。
MMX 發射後，H3 公布的累計成功率升至 80%，此前約為 78%。這次任務最直接的成果，是太空船成功分離並啟程前往火星，跨過第一個重要任務關卡。
MMX 的探測也有更長遠的實際用途。JAXA 計畫研究火衛一是否能成為未來火星任務的天然中繼站。對地形、重力與地表物質進行測量，可為評估這項用途提供具體資訊。
下一個重要目的地是預計於 2027 年 8 月抵達的火星系統。任務最終能帶回多少科學成果，取決於後續作業：勘查火衛一、部署 Idefix、挑選著陸地點、採集物質，並於 2031 年將密封樣本送抵澳洲。
重點整理
- 日本於 2026 年 10 月 20 日自種子島發射 H3 火箭 10 號機，搭載 MMX。
- JAXA 公布的升空時間為凌晨 4 時 41 分 03 秒，並於 71 分 13 秒後確認太空船分離。
- MMX 目標於 2027 年 8 月抵達火星系統，並於 2031 年帶回樣本。
- 任務至少要從火衛一採集 10 公克物質；詳細計畫則提出 20 公克的採集目標。
- 法德合作研製的 Idefix 探測車將勘查地表，協助挑選著陸地點。
- 科學家將研究火星衛星的形成過程，並尋找樣本中是否含有從火星拋出的物質。
- 返回艙預定降落於澳洲伍默拉。
