Japans MMX-Mission soll erstmals Proben von einem Marsmond zur Erde bringen

Eine fünfjährige Reise, um eine Handvoll Phobos nach Hause zu bringen

Japan plant, seine Raumsonde Martian Moons eXploration am 20. Oktober 2026 vom Tanegashima Space Center in der Präfektur Kagoshima zu starten. Die Mission soll mehr als 10 Gramm Material vom Marsmond Phobos zur Erde bringen. Die Raumsonde soll den Mars im August 2027 erreichen und ihre Probenkapsel 2031 in Australien absetzen.

Die japanische Raumfahrtagentur JAXA versucht etwas, das noch keiner Mission gelungen ist: Proben aus dem Marssystem zur Erde zurückzubringen. Die kleine Sammlung aus Sand, Boden und Gestein könnte dazu beitragen, die Frage zu klären, ob Phobos und sein Begleitmond Deimos einst eigenständige Asteroiden waren oder aus Trümmern entstanden, die bei einer gewaltigen Kollision mit dem Mars ins All geschleudert wurden.

In der am 8. Oktober veröffentlichten Ankündigung zu einer Missionsbesprechung nennt die NASA den 19. Oktober als Starttermin nach US-Ostküstenzeit, was in Japan dem 20. Oktober entspricht. Japanischen Berichten zufolge ist der Start an Bord einer H3-Rakete für etwa 4.40 Uhr japanischer Standardzeit geplant.

MMX vereint eine Beobachtungsraumsonde, einen Lander, einen kleinen Rover und eine Kapsel, die den Rückflug durch die Erdatmosphäre überstehen soll. Die Entwicklung begann 2016; der Bau der Raumsonde kostete rund 55,3 Milliarden Yen. Japan kann dabei auf die Erfahrungen mit Hayabusa und Hayabusa2 zurückgreifen, die Asteroidenproben zur Erde brachten. Nun steht die deutlich längere Reise zum Mars und zurück bevor.

JAXA-Projektleiter Yasuhiro Kawakatsu bezeichnete die fertige Raumsonde als Startlinie für das Team. Mit dem Start beginnt die anspruchsvolle Arbeit der Mission: den Mars zu erreichen, einen sicheren Landeplatz auszuwählen, Material bei extrem schwacher Schwerkraft zu sammeln und zur Erde zurückzubringen.

Wie sieht der Startplan aus?

Sowohl die NASA als auch die Europäische Weltraumorganisation ESA nennen den 20. Oktober nach japanischer Zeit als geplanten Starttermin. In ihrer Missionsübersicht gibt JAXA als allgemeineren Zielzeitraum das japanische Haushaltsjahr 2026 an, das von April 2026 bis März 2027 läuft.

Ein früherer Startplan sah den Abflug im November oder Dezember 2026 vor; der Oktober-Termin findet sich in einer datierten NASA-Mitteilung vom Oktober und im ESA-Factsheet. MMX traf am 31. März 2026 zur Vorbereitung auf den Start in Tanegashima ein. Der ursprünglich für 2024 geplante Start wurde wegen Problemen mit der H3-Rakete verschoben.

Im Dezember 2025 kam es bei der H3 zu einem weiteren Ausfall. Als Ursache wurde eine Anomalie bei der Abtrennung der Nutzlastverkleidung ermittelt, der Schutzverkleidung um die Raumsonde. Günstige Startfenster für eine effiziente Reise zum Mars ergeben sich etwa alle 26 Monate. Daher ist es besonders wichtig, dass sowohl die Raumsonde als auch die Rakete startbereit sind.

Die wichtigsten Meilensteine erstrecken sich über fünf Jahre:

• 20. Oktober 2026, japanische Zeit: geplanter Start der H3-Rakete von Tanegashima.
• August 2027: voraussichtliche Ankunft am Mars, anschließend Beobachtungen von Phobos und Deimos.
• Frühestens ab Dezember 2028: frühestmöglicher Termin für die Probenentnahme auf Phobos laut NASA.
• Anfang 2029: geplantes Aussetzen des Idefix-Rovers.
• 2030: geplante Abreise vom Mars.
• 2031: voraussichtliche Ankunft der Probenkapsel in Australien.

Der Zeitpunkt für Landung und Probenentnahme steht noch nicht fest: Die NASA nennt Dezember 2028 als frühestmöglichen Termin, während Berichte zur Mission eine Probenentnahme 2029 oder 2030 vorsehen. JAXA zufolge hängt die Aufenthaltsdauer in der Nähe von Phobos von der Planung der Beobachtungen ab.

Warum die Herkunft der Monde wichtig ist

Phobos ist etwa 20 bis 30 Kilometer groß und umkreist den Mars in rund 6.000 Kilometern Höhe über der Oberfläche. Obwohl Raumsonden den Mars seit Jahrzehnten erforschen, wurden weder Phobos noch Deimos bislang so lange aus der Nähe untersucht, wie es MMX vorhat.

Wissenschaftler prüfen zwei Haupterklärungen für die Entstehung der Monde. Der Einfanghypothese zufolge waren die Monde ursprünglich Asteroiden, die von der Schwerkraft des Mars eingefangen wurden. Nach der Einschlaghypothese traf ein großer Himmelskörper den jungen Mars und schleuderte Trümmer ins All, aus denen sich später Monde bildeten.

Gestein bewahrt Hinweise auf seinen Entstehungsort. Seine chemischen Bestandteile und Mineralzusammensetzungen können zeigen, ob es eher Material vom Mars oder uralten Asteroiden ähnelt. MMX wird Messungen an beiden Monden mit Laboranalysen des auf Phobos gesammelten Materials verbinden.

Kiyoshi Kuramoto, Professor an der Universität Hokkaido und Projektwissenschaftler für MMX, erläuterte bei einer Pressekonferenz im September, warum er davon ausgeht, dass die Proben zwischen den beiden Erklärungen unterscheiden lassen. Er sagte auf Japanisch:

Die chemischen Zusammensetzungen und Mineralzusammenstellungen, die sich aus diesen beiden Prozessen ergeben, unterscheiden sich völlig. Eine Untersuchung der Proben wird die Frage daher endgültig klären.

JAXA will außerdem herausfinden, wie sich das Marssystem im Laufe der Zeit verändert hat. Falls die Monde durch eine Kollision entstanden sind, könnte ihr Material Hinweise auf die Bedingungen auf dem jungen Mars bewahren. Falls es sich um eingefangene Asteroiden handelt, könnten sie Aufschluss darüber geben, wie Stoffe wie Wasser durch das Sonnensystem gelangten.

Wie Phobos Teile des Mars bewahrt haben könnte

Phobos könnte noch einen weiteren wissenschaftlichen Schatz bergen: Körner, die bei Einschlägen vom Mars weggeschleudert und später auf dem Mond abgelagert wurden. Berechnungen auf Grundlage großer Marskrater legen nahe, dass etwa 0,1 Prozent des von MMX gesammelten Materials vom Mars stammen könnten.

Bei einer Probenmenge von 10 Gramm entspräche dieser Anteil etwa 0,01 Gramm oder 10 Milligramm Marsmaterial. Dabei handelt es sich um eine Vorhersage zum Inhalt der Probe; ihre tatsächliche Zusammensetzung werden Wissenschaftler nach der Rückkehr der Kapsel bestimmen.

Kanako Seki, Professorin an der Universität Tokio, die die Weltraumumgebung des Mars erforscht, hat erklärt, dass Material auf Phobos Proben ergänzen könnte, die direkt auf dem Planeten gesammelt werden. Ein Rover sammelt Gestein an bestimmten Orten. Durch Einschläge ins All geschleudertes Material könnte dagegen Hinweise von einem größeren Spektrum Marsregionen enthalten.

Auch andernorts verändert sich die Suche nach Proben. Im Januar 2026 wurde berichtet, dass die US-Regierung den Plan von NASA und ESA zur Rückführung von Marsproben wegen steigender Kosten gestrichen habe. China plant, Tianwen-3 etwa 2028 zu starten und um 2031 auf dem Mars gesammeltes Material zurückzubringen.

MMX soll seine Proben auf Phobos sammeln. Wissenschaftlich wertvoll ist die Mission, weil sie die Herkunft des Mondes untersucht und möglicherweise verstreute Marskörner in seinem Oberflächenmaterial aufspürt. Beide Fragen machen selbst eine kleine Probenmenge wertvoll genug, um sie in Labore auf der Erde zu bringen.

Eine große Raumsonde aus drei Modulen

MMX ist etwa fünf Meter hoch und mit ausgeklappten Solarflügeln neun Meter breit. Damit ist sie eine der größten Raumsonden der JAXA. Im MMX-Factsheet gibt die ESA eine Masse von rund 4.200 Kilogramm einschließlich Treibstoff an; japanische Startberichte nennen 4.480 Kilogramm und einen Treibstoffanteil von etwa zwei Dritteln.

Die Raumsonde besteht aus drei Modulen mit jeweils eigener Aufgabe. Das Antriebsmodul stellt Triebwerk und Treibstoff für den Hinflug bereit. Das Erkundungsmodul trägt die Landebeine, wissenschaftliche Instrumente und die Probenahmeausrüstung. Im Rückkehrmodul befinden sich die Systeme, die die Kapsel zur Erde zurückbringen sollen.

MMX wird die Module schrittweise abwerfen, sobald sie ihre Aufgabe erfüllt haben. Eine geringere Masse bedeutet, dass für spätere Manöver weniger Treibstoff nötig ist. Das Rückkehrmodul verfügt über ein eigenes Antriebssystem, Solarenergie und eine große Antenne für die Kommunikation mit der Erde.

Mitsubishi Electric entwickelte die Raumsonde gemeinsam mit JAXA und stellte unter der Leitung seines Werks in Kamakura ein eigenes Team zusammen. Das Unternehmen war auch an Japans SLIM-Mondlander und einem Frachtraumschiff für die Internationale Raumstation beteiligt.

Akitsune Uehara, Projektleiter bei Mitsubishi Electric, nannte die parallele Entwicklung der drei Module und die Erprobung der Landebeine unter simulierten Bedingungen schwacher Schwerkraft als große technische Herausforderungen. Die Module mussten einzeln und als gemeinsame Raumsonde funktionieren, solange sie während bestimmter Abschnitte der Reise miteinander verbunden sind.

Eine Landung, bei der ein Rover fast nichts wiegt

Die Schwerkraft auf Phobos beträgt nur etwa ein Zweitausendstel der Erdschwerkraft. Dadurch wird die Landung schwieriger: Die Raumsonde muss sanft genug aufsetzen, damit sie nicht von der Oberfläche abprallt. Vier Landebeine sollen den Aufprall dämpfen und MMX stabil halten.

Der 25 Kilogramm schwere Idefix-Rover veranschaulicht die Verhältnisse. Laut ESA wird er auf Phobos so stark auf die Oberfläche drücken wie ein 15 Gramm schwerer Gegenstand auf der Erde. Seine Masse beträgt weiterhin 25 Kilogramm, doch die schwache Schwerkraft des Mondes zieht deutlich weniger stark an ihm.

Die französische Raumfahrtagentur CNES und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben Idefix gemeinsam entwickelt. Der Rover soll vor der Landung der Hauptsonde die Oberfläche erreichen und Informationen über das Gelände und das Oberflächenmaterial sammeln, um die Landevorbereitungen zu unterstützen.

Idefix ist mit Kameras, einem Radiometer und einem Raman-Spektrometer ausgestattet. Die Kameras untersuchen den Boden und helfen bei der Navigation. Das Radiometer misst Wärmestrahlung, während das Spektrometer Mineralien mithilfe von Licht identifiziert. Das DLR stellte Testausrüstung bereit, darunter einen Fallturm und einen Simulator für Bedingungen extrem schwacher Schwerkraft.

Vor der Landung wird MMX Phobos aus einer Quasi-Satellitenumlaufbahn beobachten. Vereinfacht gesagt folgt die Raumsonde einer Bahn um den Mars, die sie in der Nähe von Phobos hält und wiederholte Beobachtungen ermöglicht. Die ESA plant etwa drei Jahre Betrieb in der Nähe des Mondes, darunter Kartierungen, den Einsatz des Rovers und die Probenentnahme.

Zwei Möglichkeiten, eine kleine, aber wertvolle Probe zu sammeln

MMX führt zwei Probenahmesysteme mit. Ein Bohrer wird Material aus etwa zwei Zentimetern Tiefe entnehmen. Ein pneumatischer Probenehmer wird lose Oberflächenpartikel mithilfe von Druckgas in einen Behälter befördern.

JAXA will mehr als 10 Gramm sammeln; die ESA nennt ein Ziel von mindestens 10 Gramm. Mit den beiden Systemen kann die Mission sowohl Material unterhalb der unmittelbaren Oberfläche als auch lose Körner an der Oberfläche aufnehmen.

Blue Origins Unternehmen Honeybee Robotics entwickelte den pneumatischen Probenehmer als Teil des NASA-Beitrags. Bei der Probenentnahme unter schwacher Schwerkraft muss sowohl der Kontakt der Raumsonde mit dem Boden als auch die Bewegung der Körner in die Probenahmeausrüstung kontrolliert werden.

Elliot Sefton-Nash, Projektwissenschaftler der ESA für MMX, hat den Vorteil der Rückführung von Proben erläutert: Einige der präzisesten Laborgeräte sind zu groß und empfindlich, um sie ins All zu schicken. Auf der Erde können Wissenschaftler die Körner mit Instrumenten untersuchen, die eine Raumsonde nicht mitführen kann.

Japan hat den wissenschaftlichen Nutzen dieses Ansatzes bereits gezeigt. Hayabusa brachte Material vom Asteroiden Itokawa zur Erde, und Hayabusa2 lieferte im Dezember 2020 Proben von Ryugu zurück. MMX überträgt diese Erfahrungen auf einen Mond eines anderen Planeten und stellt sich zusätzlich der Herausforderung einer Hin- und Rückreise durch das Marssystem.

Was die Instrumente vor der Landung messen werden

Das NASA-Instrument MEGANE wird die Elementzusammensetzung von Phobos untersuchen, indem es die Energien von Neutronen und Gammastrahlen misst, die von der Oberfläche ausgehen. Verschiedene Elemente erzeugen dabei unterschiedliche Muster, anhand derer Wissenschaftler die Zusammensetzung des Mondes bestimmen können.

Auf der MMX-Missionsseite der NASA wird das Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University in Maryland als Entwickler von MEGANE genannt, in Zusammenarbeit mit dem Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien. Die Messungen werden dabei helfen, die Oberflächenchemie des Mondes mit der Frage nach seiner Herkunft zu verknüpfen.

Das französische Infrarotspektrometer MIRS wird die Zusammensetzung der Oberfläche mithilfe von Infrarotlicht untersuchen. Es wird am LESIA der Pariser Sternwarte gemeinsam mit vier weiteren französischen Laboren und der CNES entwickelt. Kameras und ein Laser-Entfernungsmesser werden ebenfalls die Kartierung und die Auswahl von Landegebieten unterstützen.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena stellt ein miniaturisiertes Lasersystem bereit. Die Raumsonde führt außerdem Instrumente zur Messung von Staub, Strahlung und geladenen Teilchen in der Umgebung des Mars mit.

JAXA und NHK entwickelten gemeinsam Kameras, die Bilder in 4K- und 8K-Auflösung aufnehmen können. Neben den wissenschaftlichen Messungen werden sie detaillierte Ansichten der Umgebung der Mission liefern. Kawakatsu sagte, er freue sich darauf, die aufgenommenen Bilder zu sehen.

MMX wird auch die Marsatmosphäre und die Weltraumumgebung in ihrer Nähe beobachten. JAXA will nachverfolgen, wie sich Material aus der Atmosphäre bewegt und ins All entweicht. Das soll dazu beitragen, die langfristige Entwicklung des Mars zu erklären.

Für die Rückführung der Kapsel ist ein internationales Team nötig

JAXA leitet MMX gemeinsam mit den Partnern NASA, CNES, DLR und ESA. Die ESA stellte einen Transponder und einen Leistungsverstärker für die Kommunikation bereit. Ihr Bodennetzwerk Estrack wird Befehle senden und Statusinformationen der Raumsonde sowie wissenschaftliche Daten empfangen.

Das Deep Space Network der NASA wird die Kommunikation und Navigation unterstützen. Zudem finanziert die NASA über ihr vom Marshall Space Flight Center verwaltetes Discovery-Programm die Teilnahme amerikanischer Mitglieder des Wissenschaftsteams. Die Behörde setzte für den 15. Oktober um 16 Uhr EDT eine Pressekonferenz zu ihren Beiträgen an.

Das Institute of Space and Astronautical Science der JAXA nennt in seiner Projektbeschreibung zu MMX die Verbesserung der Kommunikation durch eine neue Bodenstation für den Tiefraum als eines der Technologieziele der Mission. Zu den weiteren Zielen zählen die Reise zum Mars und zurück sowie verbesserte Probenahmeverfahren auf Himmelskörpern.

Die Rückreise soll etwa ein Jahr dauern. In Erdnähe wird MMX eine rund 60 Zentimeter breite Probenkapsel absetzen. Ein Hitzeschild wird sie beim Eintritt in die Atmosphäre schützen; anschließend soll sie in der australischen Wüste landen.

Die geborgene Kapsel wird dann zum Institute of Space and Astronautical Science der JAXA in Sagamihara bei Tokio gebracht. Mitarbeiter werden sie in einem Speziallabor öffnen, das Material entnehmen und katalogisieren sowie Proben für wissenschaftliche Untersuchungen bereitstellen.

Frühere Versuche, Phobos zu erforschen, zeigen, wie schwierig dieses Ziel ist. Die sowjetischen Raumsonden Phobos 1 und Phobos 2, die 1988 gestartet wurden, verloren den Kontakt, bevor sie ihre Programme abschließen konnten. Russlands Mission Phobos-Grunt schaffte es 2011 nicht, die Erdumlaufbahn zu verlassen.

MMX soll die gesamte Kette bewältigen: langfristige Beobachtungen, Erkundung der Oberfläche, Probenentnahme und Rückführung. Ein Erfolg würde Wissenschaftlern physisches Material aus dem Marssystem liefern und Japan praktische Erfahrungen mit Reisen zum Mars und zurück verschaffen.

Die wichtigsten Punkte

• MMX soll am 20. Oktober 2026 nach japanischer Zeit mit einer H3-Rakete von Tanegashima starten.
• Die Raumsonde soll den Mars im August 2027 erreichen und 2031 Proben zur Erde zurückbringen.
• JAXA will mit einem Bohrer und einem pneumatischen Probenehmer mehr als 10 Gramm Material von Phobos sammeln.
• Der Idefix-Rover wird die Oberfläche erkunden, bevor die Hauptsonde landet.
• Wissenschaftler wollen prüfen, ob die Marsmonde aus Einschlagtrümmern entstanden oder eingefangene Asteroiden sind.
• Die Proben könnten kleine Mengen Material enthalten, das vom Mars weggeschleudert wurde.
• Die Rückkehrkapsel soll in Australien landen und anschließend zum Labor der JAXA in Sagamihara gebracht werden.