2026年日本將發射“火星衛星探測”任務，探路登陸火星“中轉站”
在火星那片紅色沙海之上，有一顆衛星每天升起兩次——它就是火衛一。
1877年被發現的火衛一和火衛二，是整個太陽系中最令人費解的兩顆天體。“在太陽系中，我們唯獨對火衛一和火衛二幾乎一無所知。”美國SETI研究所的行星科學家帕斯卡爾·李說。而它們的起源更是行星科學中最大的未解之謎之一。
爲此，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）計劃於2026年實施一項火衛一探測任務，這是人類首次開展從火星衛星採樣並返回的任務。若採樣成功，探測器將於2031年返回地球。這不僅可能解開火衛一的身世之謎，還可能揭示太陽系早期演化，甚至地球生命起源的重要線索。
日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）“火星衛星探測”項目示意圖（圖/JAXA官網）
被忽視的兩位火星“鄰居”
以往，火衛一、火衛二很少成爲航天任務的主角，常在火星任務中被“順帶一觀”。早在上世紀50年代，天文學家就已測定出火衛一每7.5小時環繞火星一週，火衛二則需約30小時。而且，兩顆衛星極其微小，就連體積較大的火衛一最長直徑也僅約27千米。
更令人震驚的是，火衛一正以每年近2釐米的速度向火星螺旋下墜。爲解釋這一現象，科學家推測火衛一的密度異常低。但這難以用自然形成的方式解釋，一些早期研究者甚至猜測火衛一是由外星人建造。蘇聯天體物理學家約瑟夫·什克洛夫斯基曾在1966年與美國天文學家卡爾·薩根合著的《宇宙中的智慧生命》中寫道：“天然衛星不可能是中空的，（火衛一）是否可能外殼堅硬、內部中空？”
如今，科學界已經駁斥了“外星製造”的說法。觀測顯示，許多小行星實際上由鬆散碎片組成，這些“碎石堆”內部存在空隙。這與火衛一的密度測量結果相符。
不過，它依然在持續下墜。再過一億年，火衛一要麼撞上火星，要麼被引力作用撕碎，化爲一圈環繞火星的塵埃帶，最終緩緩降落在火星表面。
6年任務求解身世成謎
每個火星日，火衛一自西向東昇起兩次，表面暗得異常，是整個太陽系中反射率最低的天體之一。更令人費解的是，火衛一、火衛二在外形與成分上也與火星大相徑庭，反而與一種富含水和有機物、存在於火星與木星之間主小行星帶邊緣的暗色小行星極爲相似。
科學家猜測，它們可能是在太陽系早期大動盪時期，從遙遠區域飄來的小天體，被火星引力捕獲。但巴黎天文臺的索尼婭·弗爾納西耶指出，從光譜特徵看，火衛一和火衛二可能來自某顆被火星俘獲的彗星碎片。
不過，它倆的軌道都近乎圓形，且緊貼火星赤道運行，這通常只會出現在與行星“同源”的天體上。而被引力捕獲的天體軌道通常呈橢圓形，軌道面傾斜，運行方向甚至可能與行星自轉方向相反。美國國家航空航天局（NASA）噴氣推進實驗室的阿比蓋爾·弗雷曼傾向於認爲，它們的母體可能是一個撞擊火星的傢伙。
想要真正揭開火衛一的身世之謎，啓動一項專門探測任務是最直接有效的方式。過去幾十年，科學家雖有不少設想，但真正付諸行動的很少，且全都未能如願。此前有國家曾於1988年、2011年先後發射過三個探測器前往火衛一、火衛二，但無一成功。
正在檢修中的火星衛星探測器“返回艙”，在JAXA的計劃中，該艙將把火衛一表面採集樣本帶回地球。（圖/JAXA官網）
2026年，JAXA將發射名爲“火星衛星探測”（MMX）的飛行任務前往火衛一。MMX將搭載多種科學儀器，對火衛一展開3D測繪、光譜分析、成分研究等多項精細調查。更關鍵的是，它還將嘗試從火衛一表面採集樣本並帶回地球。按照計劃，探測器將在火衛一表面停留約2.5小時。MMX項目科學家臼井智弘說，“我們將對樣品進行分析，判斷火衛一究竟如何形成。”
未來登陸火星“中轉站”
如果火衛一確實曾是一顆起源於太陽系邊緣的小行星或類彗星，那麼它將有助於揭祕一段關鍵的宇宙演化歷史——在太陽系形成早期，與生命相關的水和有機物，是如何被帶入地球和火星等類地行星的。
關於地球上水和有機物的來源，目前的主流觀點是，在太陽系外緣，水和碳基分子在小天體上凝結，後又因木星等巨行星的遷移，促使這些小天體向內遷移，撞擊火星與地球，從而送來了生命物質。
如果火衛一最終被證明是火星被撞擊後的“斷肢”，天文學家則可藉此研究早期火星的組成物質，瞭解它的演化史。科學家還可推斷出撞擊的具體時間，並由此瞭解巨行星的形成與遷移對火星、地球及內太陽系的影響。
從火衛一上，人類或許還能獲取火星樣本。準備前往火星採樣返回的NASA“毅力號”任務因受到預算與技術難題牽制，遲遲未能啓動。而MMX任務計劃帶回的超過10克火衛一樣本中，則可能混有10毫克的火星物質——對天體化學家來說，這已是巨量。因爲無論火衛一來自何方，它與火星相伴多年，肯定吸附了不少火星塵埃，甚至可能保存了火星拋射出的撞擊碎片。
未來，火衛一甚至可能成爲人類登陸火星前的中轉站。由於火衛一被潮汐鎖定，一面永遠朝向火星，一面則永遠面向星空，而且其表面引力只有地球的千分之一，飛行器只需達到45千米的時速就可飛離。因此，它比火星更適合探測器起降，併成爲遙控指揮基地。帕斯卡爾·李說，如果MMX的探測結果發現火衛一內部中空且富含可用來製造火箭燃料的冰，那將徹底改變遊戲規則。
