Le Japon lance MMX vers Phobos, une lune de Mars, avec pour objectif de rapporter des échantillons en 2031

Cinq ans de voyage pour rapporter au moins 10 grammes

Le Japon a lancé sa sonde Martian Moons eXploration, MMX, depuis le centre spatial de Tanegashima, dans la préfecture de Kagoshima, le 20 octobre 2026. La mission doit recueillir des matériaux sur Phobos et les rapporter sur Terre en 2031. L’objectif est de ramener au moins 10 grammes de roche et de sol susceptibles d’aider à expliquer la formation des lunes de Mars.

L’Agence japonaise d’exploration aérospatiale, la JAXA, a indiqué que la fusée H3, vol 10, avait décollé à 4 h 41 min 03 s, heure locale. La séparation de la sonde a été confirmée 71 minutes et 13 secondes plus tard, la plaçant sur une trajectoire vers Mars. Un compte rendu du lancement a également donné l’heure de 4 h 31 ; l’horaire attribué à la JAXA était de 4 h 41.

MMX devrait atteindre le système martien en août 2027. Elle étudiera Phobos, la plus grande et la plus proche des deux lunes de la planète, observera la plus petite, Déimos, et déploiera un rover nommé Idefix avant de tenter ses propres atterrissages et la collecte d’échantillons.

En cas de succès, MMX deviendra la première mission à rapporter des échantillons d’une lune martienne et la première sonde à effectuer un aller-retour vers le système martien avec des matériaux recueillis. Sa capsule de retour devrait atterrir à Woomera, en Australie.

Le Japon met à profit l’expérience acquise lors de deux missions réussies de retour d’échantillons d’astéroïdes pour viser une autre destination. Phobos possède une gravité extrêmement faible, une surface irrégulière et une planète voisine qui exerce une forte influence. L’atteindre ne sera que la première étape : MMX devra étudier le terrain, atterrir sans encombre, recueillir des matériaux, redécoller et rapporter sa cargaison sur Terre.

Pourquoi Phobos est la cible principale

Phobos mesure environ 20 à 22 kilomètres de diamètre et ressemble davantage à une pomme de terre bosselée qu’à une sphère. Elle se trouve à environ 6 000 kilomètres au-dessus de la surface de Mars et accomplit une orbite en quelque sept heures et 39 minutes, faisant le tour de la planète environ trois fois par jour.

La gravité à la surface de Phobos est inférieure au millième de celle de la Terre. Un objet qui repose fermement au sol sur Terre se comporte tout autrement là-bas : une faible poussée peut le faire décoller de la surface, et le matériel d’atterrissage doit gérer le contact sans rebondir et repartir.

Mars influe également fortement sur le mouvement de la sonde. MMX effectuera des observations détaillées depuis une orbite quasi-satellite, une trajectoire autour de Mars qui la maintiendra à proximité de Phobos. Cette configuration permettra à la sonde d’examiner la lune à plusieurs reprises sans dépendre de sa faible gravité pour rester sur une orbite rapprochée classique.

Déimos constitue un deuxième objet de comparaison. MMX observera cette lune à distance, afin que les scientifiques puissent comparer l’apparence et la composition des deux satellites, tout en concentrant les opérations de surface sur Phobos.

Un rover étudiera d’abord le sol

Idefix, développé conjointement par le Centre national d’études spatiales (CNES) et le Centre aérospatial allemand (DLR), étudiera la surface avant l’atterrissage de la sonde principale. Son nom est celui du chien des bandes dessinées Astérix.

Le rover est doté de quatre roues et a environ la taille d’un four à micro-ondes. Les plans prévoient son largage à quelque 40 mètres au-dessus de Phobos, puis environ 100 jours d’exploration en surface. Il devrait avancer à environ un millimètre par seconde, un rythme volontairement lent, adapté à un terrain où l’adhérence et la stabilité sont difficiles à assurer.

Idefix étudiera le terrain et le sol afin de contribuer au choix des sites d’atterrissage de MMX. Les images prises depuis les airs peuvent révéler les pentes et les gros rochers ; les mesures au sol peuvent apporter des informations sur le comportement de la surface lorsqu’un véhicule s’y pose et s’y déplace.

Le rover et la sonde principale ont des missions différentes. Idefix passera plusieurs mois à étudier le sol, tandis que la visite de MMX pour prélever des échantillons devrait durer environ deux heures. Les observations du rover aideront l’équipe de mission à préparer cette brève période de contact direct.

Comment MMX prévoit de recueillir ses échantillons

La JAXA fixe à au moins 10 grammes la quantité minimale visée. Des descriptions plus détaillées prévoient deux tentatives de prélèvement et un objectif plus ambitieux d’environ 20 grammes, avec quelque 10 grammes recueillis à chaque tentative.

La méthode de prélèvement associe l’accès aux matériaux sous la surface à la collecte de matériaux meubles en surface. Un bras robotisé aidera à prélever des matériaux à quelques centimètres sous le sol, tandis qu’un système utilisant du gaz sous pression déplacera les particules de surface pour les guider vers un conteneur.

Des prélèvements à différentes profondeurs et en différents endroits offriraient aux chercheurs un échantillon plus varié qu’un prélèvement unique. Les grains de surface ont été exposés à l’espace, tandis que ceux qui se trouvent dessous ont pu connaître d’autres conditions. Les scientifiques pourront comparer les échantillons aux observations géologiques réalisées avant l’atterrissage.

MMX comprend des modules distincts pour la propulsion, l’exploration et le retour. Le module d’exploration est équipé de quatre pieds d’atterrissage, et la mission embarque des instruments destinés à étudier la surface et sa composition. La NASA a fourni MEGANE, un instrument conçu pour identifier les éléments présents sur Phobos, qui permettra de rapprocher les mesures effectuées près de la lune des analyses ultérieures en laboratoire.

Le calendrier, de l’arrivée sur Mars au retour sur Terre

Le calendrier général de MMX prévoit environ un an de voyage vers Mars, près de trois ans d’exploration dans le système martien et environ un an pour le retour. Ces trois années d’opérations sur place s’inscrivent dans une mission plus longue, qui doit s’achever en 2031.

Les calendriers détaillés divergent sur les dates du déploiement du rover et des prélèvements. L’un prévoit le déploiement d’Idefix au début de 2029 et des prélèvements à deux endroits en 2030 ; un autre fixe un objectif de prélèvement avant décembre 2028. Aucune mise au point définitive n’a été apportée pour concilier ces dates.

• 20 octobre 2026 : la fusée H3, vol 10, lance MMX depuis Tanegashima ; la séparation est confirmée environ 71 minutes plus tard.
• Août 2027 : arrivée prévue dans le système martien.
• Septembre 2027 : début prévu des observations détaillées de Phobos, portant sur sa surface, sa structure interne, sa gravité et sa composition minérale.
• Pendant l’exploration : Idefix devrait étudier la surface pendant environ 100 jours avant les opérations de prélèvement de MMX.
• Novembre 2030 : un calendrier détaillé de la mission situe le départ vers la Terre à ce mois-là.
• 2031 : retour prévu de la capsule d’échantillons à Woomera, en Australie ; un calendrier détaillé vise la fin de l’année.

Chaque étape prépare la suivante. Les observations aident à repérer les terrains adaptés, le rover apporte des informations recueillies en surface et les prélèvements doivent laisser la sonde en état d’entamer son voyage de retour.

Deux explications concurrentes pour les lunes

Les scientifiques espèrent que les échantillons aideront à répondre à une question fondamentale : Phobos et Déimos étaient-elles des objets indépendants capturés par Mars, ou se sont-elles formées à partir de débris produits par une collision majeure ?

Selon l’hypothèse de la capture, des astéroïdes qui traversaient le Système solaire auraient été piégés par la gravité de Mars. Selon celle de l’impact, un gros objet aurait percuté Mars et projeté des matériaux dans l’espace, où une partie d’entre eux se serait agglomérée pour former des lunes.

Les analyses en laboratoire permettent d’étudier les minéraux et la composition chimique de grains individuels avec beaucoup plus de précision que les seules images. Les chercheurs rechercheront des ressemblances avec les matériaux d’astéroïdes et ceux associés à Mars, puis confronteront ces résultats aux observations de la structure et des surfaces des lunes.

La comparaison entre Phobos et Déimos réalisée par MMX apportera un autre élément à l’enquête. Leurs similitudes ou leurs différences pourront aider les chercheurs à déterminer si les deux lunes ont une histoire commune. La mission associe ainsi l’étude de l’ensemble d’une lune à l’examen rapproché d’une très petite quantité de matériau.

Phobos pourrait aussi abriter des fragments de Mars

Des impacts sur Mars peuvent projeter des fragments de la planète dans l’espace. Au fil du temps, certains d’entre eux pourraient atteindre Phobos, qui se trouve à proximité, et se mêler à sa surface. MMX pourrait donc recueillir des matériaux provenant de Mars en atterrissant sur sa lune.

Les chercheurs espèrent que ces fragments pourraient renseigner sur les conditions qui régnaient autrefois sur Mars. Les repérer et les identifier nécessitera des analyses minutieuses en laboratoire après le retour de la capsule, en parallèle de l’étude des matériaux propres à Phobos.

Le programme scientifique plus large porte également sur la circulation de l’eau et des matières organiques dans le Système solaire primitif. Les composés organiques sont des substances chimiques à base de carbone. L’étude de leur composition et de leur histoire peut aider les scientifiques à comprendre comment des ingrédients associés à des milieux habitables ont atteint les planètes rocheuses.

Les laboratoires terrestres peuvent soumettre les mêmes grains à différents instruments et en conserver une partie pour des recherches ultérieures. C’est l’une des principales raisons de rapporter des matériaux sur Terre, plutôt que d’effectuer toutes les mesures avec des instruments embarqués sur une sonde.

Le Japon s’appuie sur l’expérience de Hayabusa

La mission japonaise Hayabusa a rapporté moins d’un gramme de matériaux de l’astéroïde Itokawa en 2010. Hayabusa2 a ramené 5,4 grammes de Ryugu en 2020. MMX prolonge cette série en passant des astéroïdes à une lune en orbite autour d’une autre planète.

L’objectif minimal de 10 grammes fixé pour MMX représente environ 1,9 fois les 5,4 grammes rapportés de Ryugu. Une collecte de 20 grammes correspondrait à environ 3,7 fois cette quantité. De petits échantillons peuvent permettre de nombreuses recherches, car les scientifiques étudient des particules individuelles et répartissent les matériaux entre des analyses spécialisées.

Phobos s’est révélée difficile à atteindre. Trois missions soviétiques et russes antérieures ont tenté une exploration qui comprenait des opérations prévues à la surface, mais aucune n’a réussi à s’y poser. Phobos 2 s’est approchée de la lune et a transmis des images en 1989.

MMX associe la direction du Japon aux contributions de la NASA, de l’Agence spatiale européenne, du CNES et du DLR, ainsi qu’à celles d’universités et d’entreprises technologiques. La France et l’Allemagne fournissent le rover, tandis que MEGANE, l’instrument de la NASA, contribuera à mesurer les éléments présents à la surface. Ce partenariat associe les compétences nécessaires au voyage et à l’atterrissage au travail scientifique indispensable à l’interprétation des futurs échantillons.

H3 tient ses engagements, mais les opérations les plus difficiles restent à venir

La JAXA et Mitsubishi Heavy Industries ont commencé à développer H3 en 2014. La fusée a échoué lors de son premier vol en 2023, puis a réussi cinq lancements consécutifs avant un nouvel échec en décembre 2025. Les vols réussis ont repris en juin 2026.

Avec le lancement de MMX, le taux de réussite cumulé annoncé de H3 a atteint 80 %, contre environ 78 %. Pour cette mission, le résultat immédiat a été la séparation réussie de la sonde et son départ vers Mars, franchissant ainsi une première étape opérationnelle majeure.

Les recherches de MMX ont également une utilité pratique à plus long terme. La JAXA prévoit d’étudier si Phobos pourrait servir de point d’étape naturel pour de futurs voyages vers Mars. Les mesures du terrain, de la gravité et des matériaux de surface fourniront des données concrètes pour évaluer cette possibilité.

La prochaine grande destination est le système martien, en août 2027. Les retombées scientifiques de la mission dépendront des opérations qui suivront : cartographier Phobos, déployer Idefix, choisir les sites d’atterrissage, recueillir des matériaux et rapporter les échantillons scellés en Australie en 2031.

Points clés

• Le Japon a lancé MMX à bord de la fusée H3, vol 10, depuis Tanegashima le 20 octobre 2026.
• La JAXA a indiqué une heure de décollage de 4 h 41 min 03 s et confirmé la séparation 71 minutes et 13 secondes plus tard.
• MMX vise une arrivée dans le système martien en août 2027 et un retour des échantillons en 2031.
• La quantité minimale visée à la collecte est de 10 grammes sur Phobos ; les plans détaillés mentionnent un objectif de 20 grammes.
• Le rover Idefix, fourni par la France et l’Allemagne, étudiera la surface et contribuera au choix des sites d’atterrissage.
• Les scientifiques étudieront la formation des lunes martiennes et rechercheront dans les échantillons des matériaux éjectés de Mars.
• La capsule de retour devrait atterrir à Woomera, en Australie.