일본, 화성 위성 포보스 탐사선 발사 계획은 시료 귀환으로 어떻게 이어지나

일본의 MMX 탐사선은 화성의 위성 포보스에서 시료를 채취해 지구로 가져오는 임무를 위해 계획됐다. 일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 18일 발표에서 탐사선을 10월 20일 오전 4시 41분 다네가시마 우주센터에서 H3 로켓 10호기에 실어 발사할 예정이라고 밝혔다.

일본이 주도하는 국제 공동 프로젝트에는 미국 항공우주국(NASA), 유럽우주국(ESA), 프랑스 국립우주연구센터(CNES), 독일항공우주센터(DLR)가 참여한다. 약 5년 동안 화성의 두 위성인 포보스와 데이모스를 살펴 이들의 기원을 밝히는 것이 주요 목표다. 두 위성은 운석 충돌 흔적이 많은 불규칙한 소형 천체다.

화성에 거대한 천체가 충돌해 생긴 파편이 뭉쳤다는 가설과, 소행성이 화성의 중력에 포획됐다는 가설이 맞서 있다.

포보스의 가장 긴 지름은 약 27km이며 화성 가까운 궤도를 돈다. JAXA는 표면에 쌓인 시료의 약 0.1%가 화성에서 날아온 물질일 수 있다고 추정한다. 시료 분석은 위성의 형성 과정뿐 아니라 과거 화성의 환경과 생명체 존재 가능성을 탐구하는 데도 단서를 제공할 수 있다.

임무 일정상 탐사선은 2027년 8월 화성 궤도에 진입하고, 같은 해 9월부터 포보스의 지형·내부 구조·중력·광물 조성을 관측할 계획이다. 2029년 초에는 프랑스와 독일이 공동 개발한 소형 로버 이데픽스를 포보스에 보내 약 100일간 지형과 토양을 조사하고 본체의 착륙 후보지를 고른다.

본체는 2030년 서로 다른 두 지점에 차례로 착륙해 총 10g 이상의 토양과 암석을 채취하는 것이 목표다. 첫 지점에서 시료를 채취한 뒤 이륙해 두 번째 지점에 착륙하는 방식이다. NASA가 개발한 장치는 고압가스로 표면의 먼지와 입자를 모으고, 일본 장치는 지표 아래 약 2cm까지 표토를 채취한다.

포보스의 중력은 지구의 약 2000분의 1이어서 착륙 중 튕겨 나갈 위험에 대비해 충격 흡수장치가 달린 착륙다리 4개를 사용한다.

채취 뒤에는 데이모스를 근접 통과하며 관측한 다음 지구로 향한다. 계획된 귀환 일정은 2031년이며, 시료 캡슐을 호주에 착륙시킨 뒤 일본으로 운반하는 내용이다. 임무가 성공하면 하야부사와 하야부사2로 축적한 일본의 소행성 시료 귀환 기술을 화성권으로 확장하고, 화성 위성 물질을 지구에서 직접 분석하는 첫 사례가 된다.