Warum Japans Probenrückführungsmission von Phobos mehr ist als Raumfahrt: ein Schlüsselprojekt für Planetologie, Astrobiologie und das frühe Sonnensystem.
Abstract
Mit der Mission Martian Moons eXploration (MMX) steht Japan vor einem historischen Meilenstein der planetaren Forschung. Erstmals sollen Proben von einem Marsmond zur Erde gebracht werden. Der Start der JAXA-Sonde ist für das Fiskaljahr 2026 vorgesehen, die Rückkehr der Probenkapsel für 2031. MMX reiht sich damit in die neue Generation internationaler Probenrückführungsmissionen ein – neben Hayabusa2 und der geplanten Mars Sample Return – und verbindet klassische Planetologie mit moderner Astrobiologie.
Im Zentrum der Mission stehen die beiden rätselhaften Marsmonde Phobos und Deimos. Seit Jahrzehnten diskutiert die Wissenschaft zwei konkurrierende Entstehungsszenarien: Entweder wurden die Monde als Asteroiden eingefangen, oder sie entstanden aus Trümmern eines gewaltigen Einschlags auf dem frühen Mars. Durch zwei Landungen auf Phobos und die Rückführung von mehr als zehn Gramm Oberflächenmaterial soll MMX diese Frage erstmals anhand direkter Laboranalysen beantworten.
Besondere Aufmerksamkeit gilt der chemischen Zusammensetzung der Proben. Organische Moleküle – darunter mögliche Aminosäuren – könnten als „chemischer Fingerabdruck“ Hinweise auf die Herkunft von Phobos liefern. Gleichzeitig deuten Simulationen darauf hin, dass das gesammelte Material auch Partikel marsischen Ursprungs enthalten könnte. Damit eröffnet MMX indirekt auch einen neuen Zugang zur Marsforschung.
Technologisch gehört MMX zu den größten und komplexesten Raumsonden, die Japan je gebaut hat. Zwei unabhängige Probenahmesysteme, internationale Instrumente aus Japan, den USA und Europa sowie strenge Kontaminationskontrollen sollen sicherstellen, dass die zurückgebrachten Proben wissenschaftlich belastbar sind.
Begleitet wird die Mission von der öffentlichen Kampagne #GoodLuckMMX, über die Menschen weltweit persönliche Botschaften an die Sonde senden können – Nachrichten, die bei erfolgreichem Missionsverlauf gemeinsam mit den Proben zur Erde zurückkehren.
MMX steht damit exemplarisch für eine neue Phase der Exploration: Raumfahrt als globales Projekt, das technische Exzellenz, chemische Grundlagenforschung und die Suche nach den Voraussetzungen für Leben miteinander verbindet.
Warum Phobos?
Phobos ist klein, unregelmäßig geformt und spektral asteroidähnlich – gleichzeitig bewegt er sich in einer erstaunlich stabilen, äquatornahen Umlaufbahn. Zwei konkurrierende Entstehungsmodelle dominieren die Forschung: die Einfanghypothese und die Rieseneinschlaghypothese.
MMX wird zweimal auf Phobos landen und mehr als 10 Gramm Oberflächenmaterial zur Erde bringen. Diese Proben erlauben Laboranalysen mit einer Präzision, die mit Fernerkundung unmöglich ist. Besonders spannend: Simulationen zeigen, dass die Proben vermutlich auch Partikel marsischen Ursprungs enthalten – ausgeworfen durch Meteoriteneinschläge auf dem Mars und später auf Phobos abgelagert.
Damit könnte MMX indirekt auch erstmals nahezu unverfälschtes Marsmaterial liefern.
Chemie als Schlüssel zur Entstehung
Eine zentrale Rolle spielt die Analyse organischer Moleküle. JAXA-Forscherin Haruna Sugawara leitet Arbeiten zur Untersuchung von Aminosäuren und anderen kohlenstoffbasierten Verbindungen.
Ihre Einschätzung: Falls Phobos ein eingefangener Asteroid ist – möglicherweise ein „verarmter Komet“ –, sollte eine vielfältige organische Chemie erhalten geblieben sein. Wäre Phobos hingegen durch einen Hochenergieeinschlag entstanden, hätten Hitze und Druck organische Substanzen vermutlich weitgehend zerstört.
Die Anwesenheit oder Abwesenheit solcher Moleküle wird damit zum chemischen Fingerabdruck der Entstehungsgeschichte.
Darüber hinaus bereitet sich das MMX-Team darauf vor, in möglichen Marspartikeln gezielt nach Biosignaturen zu suchen – auch wenn die Wahrscheinlichkeit, direkte Spuren früher Mikroorganismen zu finden, als äußerst gering gilt.
Eine der größten japanischen Raumsonden
Mit rund 4,2 Tonnen Startmasse gehört MMX zu den größten Raumsonden, die Japan je gebaut hat. Das Raumfahrzeug besteht aus drei Modulen – Flug-, Erkundungs- und Rückkehrmodul –, die im Missionsverlauf schrittweise abgetrennt werden.
Zwei unabhängige Probenahmesysteme sorgen für Redundanz:
– ein japanischer Kernbohrer mit Schaufelsystem
– ein pneumatisches NASA-System, das mithilfe von Stickstoffgas Regolith aufwirbelt
Zusammen sollen sie mindestens 10 Gramm Material sichern.
Um wissenschaftliche Verfälschungen zu vermeiden, werden die Geräte vollständig gereinigt, mit hochreinem Stickstoff gespült und während der gesamten Vorbereitungsphase auf Kontamination überwacht. Parallel werden Referenzproben gespeichert, um mögliche irdische Verunreinigungen später identifizieren zu können.
IDEFIX – Europas kleiner Rover auf Phobos
Ein besonderes europäisches Element der MMX-Mission ist der Mikrorover IDEFIX, entwickelt unter Führung der französischen Raumfahrtagentur CNES mit maßgeblicher Beteiligung des DLR und weiterer europäischer Partner.
IDEFIX wird nach Ankunft im Marsorbit von MMX auf der Oberfläche von Phobos abgesetzt. Mit nur rund 25 Kilogramm Masse ist er kein klassischer Rover mit Rädern, sondern nutzt ein Hüpf- und Kriechkonzept, das speziell für die extrem geringe Schwerkraft des Mondes entwickelt wurde.
Seine Aufgabe ist es, Phobos direkt vor Ort zu untersuchen – bevor die Hauptsonde zur Probenentnahme landet.
Der Rover soll:
– hochauflösende Bilder liefern
– die mechanischen Eigenschaften des Regoliths messen
– Temperatur und physikalische Bedingungen erfassen
– und mithilfe eines Raman-Spektrometers die mineralogische und organische Zusammensetzung analysieren
Diese Daten sind entscheidend, um geeignete Landeplätze für MMX auszuwählen und die geologischen Rahmenbedingungen der Proben richtig zu interpretieren.
IDEFIX fungiert damit als wissenschaftlicher Pfadfinder: Er liefert den Kontext, in dem die später zur Erde gebrachten Proben verstanden werden müssen.
Aus astrobiologischer Sicht ist der Rover besonders wertvoll, da seine Messungen helfen, organische Signaturen auf Phobos räumlich einzuordnen und zwischen lokalem Mondmaterial und potenziell marsischem Staub zu unterscheiden.
Damit bringt Europa erstmals einen Rover auf einen Marsmond – ein technologischer Meilenstein und ein Beispiel für die enge internationale Zusammenarbeit innerhalb von MMX.
Missionsablauf
Der geplante Zeitrahmen:
– 2026: Start von der Erde
– 2027: Ankunft im Marsorbit
– 2027–2030: Kartierung, Landungen auf Phobos, Probenentnahme
– 2031: Rückkehr zur Erde und Abwurf der Probenkapsel
Internationale Instrumente aus Japan, den USA und Europa untersuchen zusätzlich die Marsumgebung sowie Phobos und Deimos aus dem Orbit.
#GoodLuckMMX – eine Mission mit menschlicher Stimme
Parallel zur technischen Vorbereitung lädt JAXA die Öffentlichkeit ein, Teil der Mission zu werden. Über die Kampagne #GoodLuckMMX können Menschen weltweit persönliche Botschaften einsenden. Diese Nachrichten werden digital an Bord der Sonde gespeichert und reisen mit MMX zu den Marsmonden.
Gelingt die Mission, kehren sie 2031 gemeinsam mit den Proben zur Erde zurück – ein symbolischer Akt, der Wissenschaft und Gesellschaft miteinander verbindet.
Astrobiologischer Ausblick: Kleine Monde, große Fragen
Aus astrobiologischer Sicht ist MMX weit mehr als eine Mission zur Mondentstehung. Die Proben von Phobos könnten erstmals zeigen, wie organische Moleküle im inneren Sonnensystem verteilt wurden – und ob Marsmaterial über natürliche Prozesse auf benachbarte Himmelskörper gelangte.
Sollten sich in den Proben Aminosäuren oder andere komplexe organische Verbindungen finden, wäre dies ein starkes Indiz dafür, dass die Bausteine des Lebens nicht lokal begrenzt sind, sondern zwischen Planeten transportiert werden können. Selbst wenige Partikel marsischen Ursprungs würden neue Perspektiven auf Austauschprozesse eröffnen.
MMX bildet damit eine wichtige Brücke zwischen Asteroidenforschung und Mars Sample Return. Während Hayabusa2 bereits gezeigt hat, dass primitive Körper reich an organischer Chemie sind, könnte MMX erstmals die Verbindung zwischen Mars, seinen Monden und organischem Material empirisch belegen.
Wenn die Proben 2031 auf der Erde eintreffen, werden sie nicht nur Antworten zur Entstehung der Marsmonde liefern. Sie könnten auch helfen, eine der grundlegendsten Fragen der Wissenschaft weiter einzugrenzen: Wie entwickelte sich Materie im Sonnensystem – von einfacher Chemie bis zu den Voraussetzungen für Leben?
In diesem Sinne ist MMX ein leiser, aber entscheidender Schritt auf dem Weg zu einer echten astrobiologischen Kartierung unseres planetaren Nachbarsystems.
Informationen zu Martian Moons eXploration (MMX) der japanische Raumfahrtbehörde JAXA:
Martian Moons eXploration (MMX)