Bức ảnh ghép về sao Hỏa cùng hai mặt trăng Phobos và Deimos của hành tinh đỏ (Ảnh: NASA/JPL-Caltech/GSFC/Univ. of Arizona)

Cơ quan Khám phá Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) đang chuẩn bị triển khai sứ mệnh Khám phá Mặt trăng Sao Hỏa (MMX), nhằm lần đầu tiên đưa mẫu vật từ Phobos về Trái Đất. Sứ mệnh được kỳ vọng giúp các nhà khoa học giải đáp những câu hỏi về nguồn gốc của Phobos và Deimos, hai mặt trăng nhỏ quay quanh Sao Hỏa.

Theo kế hoạch, tàu vũ trụ MMX sẽ được phóng bằng tên lửa H3 của Nhật Bản và dự kiến đến khu vực Sao Hỏa vào tháng 8/2027. Sau đó, tàu sẽ dành khoảng 3 năm khảo sát Phobos, thu thập dữ liệu và lấy mẫu đất trước khi đưa khoang chứa mẫu vật trở về Trái Đất vào năm 2031.

Dù nhiều sứ mệnh đã được triển khai tới Sao Hỏa kể từ những năm 1960, hai mặt trăng của hành tinh này vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Phobos có đường kính khoảng 27km, quay quanh Sao Hỏa ở khoảng cách khoảng 6.000km. Những nỗ lực trước đây nhằm hạ cánh xuống thiên thể này, trong đó có các sứ mệnh của Nga, đều chưa đạt được mục tiêu.

Một trong những mục tiêu quan trọng nhất của MMX là xác định Phobos và Deimos hình thành như thế nào. Theo một giả thuyết, hai thiên thể này là những mảnh vỡ còn sót lại sau một vụ va chạm lớn trên Sao Hỏa. Trong khi đó, giả thuyết khác cho rằng chúng vốn là các tiểu hành tinh từ nơi khác trong hệ Mặt Trời và sau đó bị Sao Hỏa giữ lại bằng lực hấp dẫn.

Các nhà khoa học Nhật Bản kỳ vọng việc phân tích mẫu đất từ Phobos sẽ giúp kiểm chứng những giả thuyết trên. Do nằm gần Sao Hỏa hơn Deimos, Phobos có thể chứa vật chất phát tán từ hành tinh này, qua đó cung cấp thêm manh mối về lịch sử hình thành và phát triển của Sao Hỏa.

Theo ước tính của JAXA, vật chất có nguồn gốc từ Sao Hỏa có thể chiếm khoảng 0,1% tổng lượng mẫu thu được từ Phobos. Dù tỷ lệ này nhỏ, việc phân tích những vật chất đó có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về Sao Hỏa. Những kết quả nghiên cứu đó cũng có thể góp phần làm sáng tỏ nguồn gốc của Deimos, bởi hai mặt trăng được cho là có mối liên hệ về quá trình hình thành.

MMX đặt mục tiêu thu thập ít nhất 10g mẫu vật trong hai lần lấy mẫu. Tàu sẽ sử dụng hai phương pháp: một thiết bị do Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) phát triển, dùng khí nén để đưa bụi bề mặt vào khoang chứa; và một thiết bị của Nhật Bản, lấy mẫu ở độ sâu khoảng 2cm.

Trước khi tàu MMX tiến hành lấy mẫu, xe tự hành Idefix do Pháp và Đức phối hợp phát triển dự kiến sẽ hạ cánh xuống Phobos vào khoảng năm 2029. Trong khoảng 100 ngày hoạt động, xe sẽ khảo sát địa hình và cung cấp dữ liệu giúp các nhà khoa học lựa chọn vị trí hạ cánh phù hợp cho tàu.

Quá trình hạ cánh trên Phobos đặt ra nhiều thách thức do bề mặt thiên thể này có nhiều hố lõm, trong khi lực hấp dẫn chỉ bằng khoảng 1/2.000 so với Trái Đất. Để hạn chế nguy cơ bật nảy khi tiếp đất, tàu MMX được trang bị hệ thống chân hạ cánh có khả năng hấp thụ lực va chạm. Xe tự hành Idefix cũng được thiết kế để di chuyển trong điều kiện trọng lực rất thấp.

Ngoài nhiệm vụ thu thập mẫu vật, tàu MMX còn mang theo các thiết bị phục vụ nghiên cứu địa hình, thành phần vật chất và môi trường bức xạ. Sứ mệnh có sự tham gia hỗ trợ của NASA, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) cùng các đối tác quốc tế.

Các nhà khoa học hy vọng mẫu vật từ Phobos có thể chứa dấu vết vật chất từ Sao Hỏa, qua đó mở ra cơ hội tìm kiếm những bằng chứng liên quan đến khả năng tồn tại của sự sống vi sinh vật trong quá khứ. Tuy nhiên, khả năng này vẫn cần được kiểm chứng bằng các phân tích chuyên sâu sau khi mẫu vật được đưa về Trái Đất.

Bên cạnh giá trị khoa học, dữ liệu thu được từ MMX còn có thể hỗ trợ đánh giá khả năng sử dụng các mặt trăng của Sao Hỏa làm điểm trung chuyển hoặc căn cứ cho những chuyến thám hiểm có người lái trong tương lai.