2026年日本将发射“火星卫星探测”任务，探路登陆火星“中转站”

在火星那片红色沙海之上，有一颗卫星每天升起两次——它就是火卫一。

1877年被发现的火卫一和火卫二，是整个太阳系中最令人费解的两颗天体。“在太阳系中，我们唯独对火卫一和火卫二几乎一无所知。”美国SETI研究所的行星科学家帕斯卡尔·李说。而它们的起源更是行星科学中最大的未解之谜之一。

为此，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）计划于2026年实施一项火卫一探测任务，这是人类首次开展从火星卫星采样并返回的任务。若采样成功，探测器将于2031年返回地球。这不仅可能解开火卫一的身世之谜，还可能揭示太阳系早期演化，甚至地球生命起源的重要线索。

日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）“火星卫星探测”项目示意图（图/JAXA官网）

被忽视的两位火星“邻居”

以往，火卫一、火卫二很少成为航天任务的主角，常在火星任务中被“顺带一观”。早在上世纪50年代，天文学家就已测定出火卫一每7.5小时环绕火星一周，火卫二则需约30小时。而且，两颗卫星极其微小，就连体积较大的火卫一最长直径也仅约27千米。

更令人震惊的是，火卫一正以每年近2厘米的速度向火星螺旋下坠。为解释这一现象，科学家推测火卫一的密度异常低。但这难以用自然形成的方式解释，一些早期研究者甚至猜测火卫一是由外星人建造。苏联天体物理学家约瑟夫·什克洛夫斯基曾在1966年与美国天文学家卡尔·萨根合著的《宇宙中的智慧生命》中写道：“天然卫星不可能是中空的，（火卫一）是否可能外壳坚硬、内部中空？”

如今，科学界已经驳斥了“外星制造”的说法。观测显示，许多小行星实际上由松散碎片组成，这些“碎石堆”内部存在空隙。这与火卫一的密度测量结果相符。

不过，它依然在持续下坠。再过一亿年，火卫一要么撞上火星，要么被引力作用撕碎，化为一圈环绕火星的尘埃带，最终缓缓降落在火星表面。

6年任务求解身世成谜

每个火星日，火卫一自西向东升起两次，表面暗得异常，是整个太阳系中反射率最低的天体之一。更令人费解的是，火卫一、火卫二在外形与成分上也与火星大相径庭，反而与一种富含水和有机物、存在于火星与木星之间主小行星带边缘的暗色小行星极为相似。

科学家猜测，它们可能是在太阳系早期大动荡时期，从遥远区域飘来的小天体，被火星引力捕获。但巴黎天文台的索尼娅·弗尔纳西耶指出，从光谱特征看，火卫一和火卫二可能来自某颗被火星俘获的彗星碎片。

不过，它俩的轨道都近乎圆形，且紧贴火星赤道运行，这通常只会出现在与行星“同源”的天体上。而被引力捕获的天体轨道通常呈椭圆形，轨道面倾斜，运行方向甚至可能与行星自转方向相反。美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室的阿比盖尔·弗雷曼倾向于认为，它们的母体可能是一个撞击火星的家伙。

想要真正揭开火卫一的身世之谜，启动一项专门探测任务是最直接有效的方式。过去几十年，科学家虽有不少设想，但真正付诸行动的很少，且全都未能如愿。此前有国家曾于1988年、2011年先后发射过三个探测器前往火卫一、火卫二，但无一成功。

正在检修中的火星卫星探测器“返回舱”，在JAXA的计划中，该舱将把火卫一表面采集样本带回地球。（图/JAXA官网）

2026年，JAXA将发射名为“火星卫星探测”（MMX）的飞行任务前往火卫一。MMX将搭载多种科学仪器，对火卫一展开3D测绘、光谱分析、成分研究等多项精细调查。更关键的是，它还将尝试从火卫一表面采集样本并带回地球。按照计划，探测器将在火卫一表面停留约2.5小时。MMX项目科学家臼井智弘说，“我们将对样品进行分析，判断火卫一究竟如何形成。”

未来登陆火星“中转站”

如果火卫一确实曾是一颗起源于太阳系边缘的小行星或类彗星，那么它将有助于揭秘一段关键的宇宙演化历史——在太阳系形成早期，与生命相关的水和有机物，是如何被带入地球和火星等类地行星的。

关于地球上水和有机物的来源，目前的主流观点是，在太阳系外缘，水和碳基分子在小天体上凝结，后又因木星等巨行星的迁移，促使这些小天体向内迁移，撞击火星与地球，从而送来了生命物质。

如果火卫一最终被证明是火星被撞击后的“断肢”，天文学家则可借此研究早期火星的组成物质，了解它的演化史。科学家还可推断出撞击的具体时间，并由此了解巨行星的形成与迁移对火星、地球及内太阳系的影响。

从火卫一上，人类或许还能获取火星样本。准备前往火星采样返回的NASA“毅力号”任务因受到预算与技术难题牵制，迟迟未能启动。而MMX任务计划带回的超过10克火卫一样本中，则可能混有10毫克的火星物质——对天体化学家来说，这已是巨量。因为无论火卫一来自何方，它与火星相伴多年，肯定吸附了不少火星尘埃，甚至可能保存了火星抛射出的撞击碎片。

未来，火卫一甚至可能成为人类登陆火星前的中转站。由于火卫一被潮汐锁定，一面永远朝向火星，一面则永远面向星空，而且其表面引力只有地球的千分之一，飞行器只需达到45千米的时速就可飞离。因此，它比火星更适合探测器起降，并成为遥控指挥基地。帕斯卡尔·李说，如果MMX的探测结果发现火卫一内部中空且富含可用来制造火箭燃料的冰，那将彻底改变游戏规则。