Sonde MMX vers Phobos : le plan de vol pour rapporter 10 grammes d’une lune de Mars

Le 19 octobre 2026 à 21 h 41, heure de Paris, un lanceur H3 doit décoller de Tanegashima avec à son bord la sonde japonaise MMX. Selon la JAXA et l’ESA, l’instant est le même que celui que Tokyo date du 20 octobre à 4 h 41 min 03 s. Commence alors, si le calendrier tient, une mission d’environ cinq ans dont le but tient en une ligne : rapporter sur Terre au moins 10 grammes de Phobos en 2031. Ces quelques grammes doivent aider à trancher une question restée ouverte, celle de la naissance des lunes de Mars.

21 h 41 à Paris, 4 h 41 à Tanegashima : la mise à feu d’une mission de cinq ans

Le communiqué de la JAXA du 20 août 2026 fixe le tir de MMX (Martian Moons eXploration) au 20 octobre 2026, à 04:41:03 heure du Japon. Le départ est programmé depuis l’aire de lancement Yoshinobu du centre spatial de Tanegashima, sur le dixième exemplaire du lanceur H3, désigné H3 F10.

L’annonce de l’ESA du 13 octobre 2026 donne une autre date : le 19 octobre à 21 h 41. Il n’y a là ni report ni contradiction. C’est un seul instant, lu dans deux fuseaux. Le Japon a sept heures d’avance sur l’Europe centrale tant que l’heure d’été européenne s’applique, soit jusqu’au 25 octobre. Quand il est 4 h 41 du matin le 20 à Tanegashima, il est 21 h 41 la veille à Paris. Chaque agence publie la date dans l’heure de son public, et deux communiqués exacts affichent ainsi deux jours différents pour le même allumage.

Au 16 octobre, ni la JAXA ni l’ESA n’ont annoncé de report : le tir reste programmé à cette heure. La JAXA précise que l’heure peut changer d’un jour à l’autre, et elle a prévu une période de réserve, détaillée plus bas, au cas où la date initiale ne pourrait pas être tenue.

La mission est conduite par l’agence spatiale japonaise. La NASA, le CNES, le DLR allemand et l’ESA en sont partenaires. Si elle atteint son but, MMX serait la première mission à rapporter sur Terre un échantillon de Phobos, et la première à prélever de la matière à la surface d’une lune autre que la Lune, souligne l’ESA. La primauté porte sur le prélèvement, pas sur le fait de rouler : des engins ont déjà circulé à la surface de la Lune. Le rover que MMX emporte n’ouvrirait donc pas une catégorie, il l’étendrait à un corps où la gravité ne retient presque rien.

Un lanceur H3 revenu d’un échec et une marge de trois semaines

Le H3 est le lanceur chargé d’emporter MMX. Le 22 décembre 2025, son huitième vol, H3 F8, a échoué en emportant le satellite Michibiki 5. L’agence japonaise a attribué l’échec à une anomalie lors de la séparation de la coiffe et a suspendu les tirs suivants, rapportait SatNews le 26 janvier 2026. C’était le deuxième échec majeur du lanceur, après celui de son vol inaugural en 2023. MMX doit donc partir sur un lanceur qui a connu une défaillance moins d’un an plus tôt. Aucune source ne traduit ce passé en probabilité d’échec pour le vol F10, et il serait faux d’en déduire un chiffre.

Le calendrier de la mission porte déjà la trace de ces aléas. En décembre 2021, un document de presse de la JAXA prévoyait encore un tir au cours de l’année fiscale japonaise 2024 et un retour des échantillons en 2029. Le tir est désormais fixé à 2026, le retour à 2031. Deux ans de glissement, à chaque bout. Ce glissement a plusieurs causes, et le lanceur en fait partie.

La marge immédiate est ailleurs. La JAXA a ouvert une période de réserve du 21 octobre au 7 novembre 2026, soit un peu moins de trois semaines. Un report de quelques jours pour la météo ou un incident technique ne remet pas en cause l’arrivée en 2027 tant qu’il reste dans cet intervalle. La fragilité réelle du calendrier tient donc moins au jour exact du tir qu’au fait de partir avant la fin de cette fenêtre.

Quatre tonnes au départ, trois modules qui se séparent en route

D’après la fiche de mission de l’ESA, MMX pèse environ 4 200 kg au départ, ergols compris, pour 10 grammes visés au retour. L’écart s’explique par une règle simple du vol spatial : chaque kilo qu’il faudra ramener du système martien doit être accéléré, freiné, puis renvoyé vers la Terre, et chacune de ces manœuvres se paie en carburant. Une sonde qui doit revenir a intérêt à revenir légère.

MMX est donc construite en trois modules qui se délestent par étapes. Le module de propulsion assure le voyage vers Mars ; selon le dossier du CNES consacré à la mission, il est éjecté après l’insertion en orbite martienne, avant les opérations scientifiques. Le module d’exploration est l’atterrisseur : quatre pieds, les deux préleveurs d’échantillons et le rover Idefix. Il reste sur place. Le module de retour, enfin, porte l’antenne grand gain, deux ailes solaires et un moteur de la classe 500 newtons. Lui seul refait le voyage, avec la capsule.

Le voyage aller dure environ un an. L’insertion en orbite autour de Mars est prévue en août 2027, et la sonde doit rester environ trois ans dans le système martien. Les 4,2 tonnes du départ ne voyagent ensemble que pendant cette première année.

Tourner autour d’une lune que la gravité de Mars écrase

Une fois en orbite martienne, la sonde ne descend pas tout de suite vers Phobos. Elle doit d’abord l’observer depuis une orbite dite « quasi-satellite », étudier sa surface, puis retenir deux zones d’atterrissage. Le calendrier publié par l’ESA place cette phase dans la foulée de l’arrivée, à partir de septembre 2027 ; cette date reste prévisionnelle, comme toutes celles de la mission. Ce détour tient à la nature de Phobos.

D’après la page de la NASA consacrée à Phobos, la lune mesure 27 × 22 × 18 km, et le CNES lui donne un rayon moyen d’environ 11 km. Le cratère Stickney y mesure à lui seul environ 9 km de diamètre. Phobos circule en moyenne à 9 378 km du centre de Mars, plus près que l’orbite aréosynchrone, celle sur laquelle un satellite boucle son tour en un jour martien, au rythme de la rotation de la planète. Plus bas, on tourne plus vite que le sol. Phobos fait ainsi trois fois le tour de la planète par jour, et c’est pourquoi un observateur martien le voit se lever à l’ouest et se coucher à l’est.

Cette proximité et cette petitesse changent la nature du problème. Autour de la Lune, une sonde décrit une ellipse dont la Lune occupe un foyer : c’est l’orbite képlérienne des manuels. Autour de Phobos, c’est impossible. Une étude de 2017 de Deimos Space, conduite pour le projet européen et russe Phobos Sample Return et non pour MMX, en donne les ordres de grandeur. Sur l’axe Mars-Phobos, au-delà d’une vingtaine de kilomètres du centre de Phobos, la marée martienne l’emporte sur l’attraction de la lune. La sphère de Hill de Phobos, la région où sa gravité domine, passe même sous sa surface par endroits. La zone où Phobos commande n’excède guère son propre volume.

Un autre chiffre mesure le déséquilibre. Le barycentre du couple Mars-Phobos, le point autour duquel les deux corps tournent, se trouve à quelques mètres du centre de Mars. Pour le couple Terre-Lune, il est à environ 4 800 km du centre de la Terre. Vu de Mars, Phobos ne pèse presque rien.

L’orbite quasi-satellite contourne la difficulté en séparant deux choses que le mot « orbite » confond : tourner autour d’un corps et rester à ses côtés. La sonde ne fait que la seconde. Elle tourne en réalité autour de Mars, sur une orbite presque identique à celle de Phobos et de même période. C’est un léger décalage de forme et de phase entre les deux orbites qui, vu depuis Phobos, dessine une boucle autour de la lune. Cette boucle est rétrograde, Phobos en occupe le centre et non un foyer, et dans le cas idéal son grand axe vaut environ deux fois son petit axe. L’étude de 2017 la décrit comme une solution stable du problème à trois corps, qui ne demande que des corrections de trajectoire rares et minuscules, de l’ordre du centimètre par seconde. Ces valeurs sont des ordres de grandeur génériques tirés d’une étude de conception, pas les paramètres de vol de MMX.

La même proximité scelle le destin de Phobos. Freiné par les marées qu’il lève sur Mars, il se rapproche de la planète de 1,8 m par siècle, selon la NASA. Il finira par s’écraser ou se disloquer en anneau dans quelques dizaines de millions d’années, une cinquantaine selon la NASA. Le mécanisme relève de ce que les forces de marée font aux lunes ; pour Phobos, placé plus près de Mars que l’orbite synchrone, ce freinage se traduit par une descente lente. La proximité qui condamne Phobos est aussi celle qui rend son voisinage gravitationnel si inconfortable pour la sonde qui doit l’approcher.

Depuis l’orbite, repérer deux sites d’atterrissage

Le choix des sites repose sur les instruments de la sonde principale. La fiche de l’ESA et le dossier du CNES citent notamment le spectromètre gamma et neutrons MEGANE, fourni par la NASA, le spectromètre proche infrarouge MIRS, sous responsabilité française, les imageurs OROCHI et TENGOO, un lidar, un moniteur de radiations et deux caméras Super Hi-Vision, en 4K et en 8K. L’ESA compte 11 instruments scientifiques au total, sept sur la sonde principale et quatre sur le rover ; ce décompte est le sien, et les listes publiées par les agences ne se recouvrent pas exactement, certaines y mêlant moniteurs et caméras.

MIRS est réalisé sous la maîtrise d’œuvre du LESIA, aujourd’hui LIRA, à l’Observatoire de Paris, avec le LAB, le LATMOS, l’OMP, le LAM et l’IRAP, en partenariat avec le CNES. Le CNES coopère aussi avec la JAXA sur la mécanique du vol : trajectoires, éphémérides, champ de gravité de Phobos, navigation. Sur une orbite aussi délicate que la quasi-satellite, ce dernier volet n’est pas accessoire.

L’ESA, de son côté, fournit des équipements de communication en espace lointain, un transpondeur et un amplificateur, ainsi que le soutien de son réseau de stations sol Estrack ; deux de ses scientifiques siègent au comité scientifique. Ces liaisons sont le fil qui relie la sonde à la Terre, un enjeu commun à toute mission martienne et que détaille l’article sur les télécommunications avec Mars. La sonde européenne Mars Express, confirmée jusqu’en 2029 au moins, pourrait appuyer MMX par ses propres observations.

Reste une limite de principe. Depuis l’orbite, ces instruments voient la surface à distance. Ce qu’est le sol au contact, sa texture, sa température, sa minéralogie à l’échelle du grain, aucun d’eux ne le mesure directement. C’est la place du rover.

Idefix, 25 kilos qui pèsent 15 grammes sur Phobos

Idefix est un rover de 25 kg contribué par le CNES et le DLR, avec des apports de l’agence espagnole INTA, de l’Université de Tokyo et de la JAXA. Le CNES le livre et l’opère avec le DLR. D’après un résumé présenté au COSPAR 2026 par l’équipe du rover, il embarque une paire stéréo de caméras de navigation (NavCam), deux caméras braquées sur le contact entre roue et sol (WheelCam), un spectromètre Raman (RAX) pour la minéralogie et un radiomètre (miniRAD) qui mesure la température de brillance et les propriétés thermiques du sol et des roches.

L’ESA résume la difficulté en un rapport : 25 kg sur Terre, l’équivalent d’environ 15 g sur Phobos. Il faut séparer ici deux notions que l’usage confond. La masse d’Idefix, la quantité de matière qu’il contient, reste de 25 kg partout. C’est son poids, la force avec laquelle Phobos l’attire, qui s’effondre. Le rapport entre les deux chiffres indique une gravité de surface environ 1 700 fois plus faible que sur Terre.

Conséquence directe : un engin qui ne pèse presque rien garde toute son inertie. Il rebondit quand il touche le sol, et une roue qui tourne trop vite peut le faire décoller. Le scénario prévu en tient compte à chaque étape. Idefix doit être largué d’une quarantaine à une cinquantaine de mètres d’altitude selon les agences, rebondir, puis se redresser seul. Selon une présentation publiée par European Spaceflight en 2024, il déploie ensuite ses quatre roues et se déplace à quelques millimètres par seconde, pour ne pas quitter la surface ; toute la séquence d’atterrissage est autonome. Sa durée de fonctionnement nominale est d’environ 100 jours.

Le moment du largage est choisi pour servir deux fois. Idefix est lâché pendant une répétition générale de la manœuvre d’atterrissage de la sonde principale, prévue fin 2028 ou début 2029, sans mois précis à ce stade. La sonde teste ainsi sa descente avant le prélèvement réel. Le rover, lui, fournit ce que les instruments en orbite ne voient qu’à distance : la texture du régolithe, sa minéralogie, sa température. Ses images servent aussi à préparer l’atterrissage et le prélèvement de la sonde principale. Un éclaireur, en somme, au service du carottage.

Quelques heures au sol et deux centimètres de régolithe

La sonde principale doit ensuite se poser, pour plusieurs heures, sur les deux sites retenus. L’ESA situe l’atterrissage et le prélèvement en 2030 ; le CNES ne donne pas d’année pour cette étape. Deux outils sont prévus, parce que deux matériaux sont visés.

Le carottier C-SMP prélève des carottes jusqu’à environ 2 cm de profondeur : il va chercher sous la couche superficielle, celle que les impacts de météoroïdes réduisent en poudre, selon la NASA. Le préleveur pneumatique P-SMP soulève le matériau de surface par un jet de gaz sous pression et le dirige vers un conteneur. Deux outils doublent les chances de rapporter quelque chose. Ils permettent aussi de comparer deux profondeurs.

L’objectif affiché par l’ESA, le CNES et la fiche de mission est de rapporter au moins 10 g de matériau de Phobos. Dix grammes, à l’œil, c’est peu. Pour un laboratoire, c’est beaucoup. La sonde Hayabusa2 de la JAXA a rapporté en 2020 environ 5,4 g de l’astéroïde Ryugu, et ces grammes ont alimenté le travail de nombreuses équipes internationales. MMX vise presque le double.

L’histoire des retours d’échantillons rappelle aussi la différence entre une masse visée et une masse rapportée. La sonde russe Phobos-Grunt, lancée en novembre 2011, devait rapporter environ 200 g de sol de Phobos. Son étage supérieur ne s’est pas allumé, elle n’a jamais quitté l’orbite terrestre et elle est retombée le 15 janvier 2012, relatait Universe Today. Vingt fois l’objectif de MMX sur le papier, zéro gramme à l’arrivée.

Retour en 2031 : une capsule de 60 cm attendue en Australie

Avant de repartir, la sonde observe Deimos, la seconde lune de Mars, d’environ 6 km de rayon moyen. Ces observations se font à distance, lors de survols, sans atterrissage, jusqu’en novembre 2030. Le module de retour se sépare alors du reste de la sonde et prend le chemin de la Terre. Le retour est prévu en 2031, en juillet selon le CNES.

Une capsule d’environ 60 cm de diamètre, munie d’un bouclier thermique, doit se poser en Australie. Les échantillons seront ensuite extraits et catalogués à l’ISAS, l’institut de science spatiale de la JAXA, à Sagamihara, puis partagés avec les partenaires. Selon l’ESA, ils seront accessibles aux scientifiques européens, et des appels à propositions sont en préparation avec le CNES, le DLR et la JAXA.

Pourquoi rapporter plutôt qu’analyser sur place ? Le précédent de Ryugu donne la réponse en chiffres. La JAXA a réservé environ 60 % de la masse rapportée au stockage pour des analyses futures, et 10 % à la NASA. Les premières analyses ont mobilisé 269 chercheurs de 109 institutions dans 14 pays. Les échantillons sont conservés sans contact avec l’atmosphère terrestre, et sans exposition aux rayons X, aux ultraviolets ou aux faisceaux d’électrons avant leur distribution. Une part reste ainsi intacte pour des techniques qui n’existent pas encore. C’est en ce sens que l’ESA présente l’acheminement vers les laboratoires terrestres comme un multiplicateur de découvertes. Toute la différence entre mesure sur place et retour d’échantillons est là. Un rover analyse avec les seuls instruments qu’il a emportés, comme le montrent quatorze ans de Curiosity sur Mars ; un échantillon rapporté passe entre les mains de centaines de chercheurs, et des instruments qui ne sont pas encore construits.

La portée technique se mesure aussi au trajet. La JAXA présentait déjà MMX, en 2021, comme le premier retour d’échantillons depuis le système martien : un aller-retour complet entre la Terre et l’environnement de Mars, avec livraison d’une capsule. Il ne faut pas le confondre avec un retour d’échantillons de la surface de Mars elle-même, que MMX ne tente pas.

Astéroïde capturé ou débris d’impact : la question que ces grammes doivent aider à trancher

Toute la séquence sert une question. D’où viennent Phobos et Deimos ? Deux hypothèses classiques s’opposent, rappellent l’ESA et le CNES, et chacune fait une prédiction différente sur ce que contiendra la capsule.

La première fait des deux lunes des astéroïdes capturés par Mars. Leur composition serait alors étrangère à celle de la planète. Un argument plaide en sa faveur : Phobos et Deimos semblent faits d’une roche sombre de type C, proche des chondrites carbonées et des astéroïdes carbonés, selon la NASA. Le verbe compte : une ressemblance est un indice, pas une composition mesurée en laboratoire, et c’est cet écart que l’échantillon doit combler. Sa faiblesse tient à leurs orbites. Celle de Phobos est presque circulaire, avec une excentricité de 0,015, et quasi équatoriale, inclinée de 1,07° sur l’équateur martien. Une capture simple explique mal une orbite aussi régulière : c’est l’objection habituellement opposée à ce scénario. Si l’hypothèse se vérifiait, les lunes pourraient renseigner sur l’apport d’eau aux planètes telluriques.

La seconde hypothèse fait naître les lunes de débris éjectés par un impact géant sur la jeune Mars. Elles contiendraient alors des fragments de Mars et de l’impacteur. Ce scénario échappe à l’objection orbitale, puisque les lunes se formeraient autour de Mars, à partir de matière déjà en orbite. Sa faiblesse est le miroir de la précédente : la roche de type C va plutôt dans le sens d’une capture, et l’hypothèse exige un impact géant, donc un impacteur de grande masse.

Une troisième voie a été publiée en 2025 dans la revue Icarus par Kegerreis et ses collègues, dont le préprint est disponible sur arXiv. Un astéroïde passant près de Mars y est disloqué par les forces de marée ; une fraction de ses débris est capturée et forme un disque d’où les lunes s’accrètent. La différence avec la capture simple tient à ce que Mars retient : non pas l’astéroïde entier, mais une partie de ses morceaux, qui s’étalent en disque avant de former les lunes. Ce scénario demande un corps parent moins massif qu’un impact géant et pourrait expliquer naturellement des orbites quasi circulaires et équatoriales, tout en conservant un matériau d’origine astéroïdale. C’est la tension entre composition et orbites qu’il dit pouvoir résoudre. Il reste une proposition de modélisation, pas un consensus.

Les auteurs de ce travail désignent la distinction entre scénarios comme l’objectif principal de MMX, et soulignent que chacun prédit des propriétés différentes, testables par une mission. La fiche de l’ESA détaille d’ailleurs les compositions attendues selon l’hypothèse. Au-delà de Phobos, les échantillons pourraient aussi éclairer la formation de la Terre et de Mars et des autres planètes rocheuses.

Ce que MMX pourra trancher a pourtant des bornes nettes. Seul Phobos sera échantillonné ; Deimos ne sera observé qu’à distance. Le prélèvement porte sur deux sites et sur 2 cm de profondeur, dans une surface que les impacts de météoroïdes ont réduite en poudre et brassée. Un grain prélevé sur Phobos n’est donc pas forcément un grain de Phobos : l’échantillon peut contenir des matériaux venus d’ailleurs, et il faudra distinguer ce qui appartient à la lune de ce qui y est tombé. Les analyses, enfin, ne commenceront qu’après le retour de 2031. La mission ne livrera pas une réponse. Elle livrera un test.

Calendrier de MMX, du tir de 2026 à l’ouverture de la capsule

La prochaine échéance est le tir lui-même, programmé le 19 octobre 2026 à 21 h 41 heure de Paris, avec une période de réserve jusqu’au 7 novembre. Les dates suivantes s’enchaînent sur près de cinq ans ; certaines ne sont données que par une seule agence, et le tableau l’indique.

Après l’ouverture de la capsule viendra le temps des laboratoires. Les échantillons seront catalogués à Sagamihara, puis distribués par appels à propositions. C’est seulement à ce stade que l’origine de Phobos pourra être confrontée à de la matière en main ; d’ici là, les instruments de la sonde n’en auront donné qu’une lecture à distance.

FAQ — la sonde MMX et Phobos

À quelle heure la sonde MMX doit-elle décoller, heure de France ?

Le tir est programmé le 19 octobre 2026 à 21 h 41, heure de Paris, ce qui correspond au 20 octobre à 4 h 41 min 03 s heure du Japon. Les deux dates désignent le même instant. En cas de report, une période de réserve court du 21 octobre au 7 novembre 2026, et l’heure peut changer d’un jour à l’autre.

Pourquoi aller chercher des échantillons sur Phobos ?

Parce que leur composition doit aider à trancher l’origine des lunes de Mars : astéroïdes capturés, débris d’un impact géant sur la jeune Mars, ou capture partielle d’un astéroïde disloqué. Chaque scénario prédit une composition différente. Si la mission réussit, ce serait aussi le premier prélèvement à la surface d’une lune autre que la Lune.

Pourquoi la sonde ne peut-elle pas tourner autour de Phobos comme autour de la Lune ?

Phobos est trop petit et trop proche de Mars. Au-delà d’une vingtaine de kilomètres de son centre, la marée martienne l’emporte sur son attraction. La sonde se place donc sur une orbite quasi-satellite : elle tourne autour de Mars sur une orbite presque identique à celle de Phobos, et vue depuis la lune, elle décrit une boucle autour d’elle.

À quoi sert le rover Idefix, et quel est le rôle de la France ?

Idefix, rover de 25 kg du CNES et du DLR, doit étudier le sol au contact pendant environ 100 jours et préparer l’atterrissage de la sonde principale. Sur Phobos, il ne pèse que l’équivalent de 15 g, sans perdre sa masse. La France fournit aussi le spectromètre MIRS et collabore avec la JAXA sur la mécanique du vol.

Quelle quantité de Phobos la sonde doit-elle rapporter ?

Au moins 10 grammes, prélevés sur deux sites par un carottier qui descend jusqu’à environ 2 cm et par un préleveur pneumatique. C’est près du double des quelque 5,4 g rapportés de l’astéroïde Ryugu par Hayabusa2, qui ont suffi à occuper des chercheurs de 14 pays.

Quand les échantillons de Phobos arriveront-ils sur Terre ?

Le retour est prévu en 2031, en juillet selon le CNES. Une capsule d’environ 60 cm de diamètre doit se poser en Australie, avant que les échantillons soient catalogués à l’ISAS, à Sagamihara, puis partagés avec les partenaires.

MMX va-t-elle révéler l’origine des lunes de Mars ?

Elle doit fournir des données qui aident à trancher, pas une réponse garantie. Seul Phobos est échantillonné, sur deux sites et 2 cm de profondeur, dans une surface brassée par les impacts où des matériaux étrangers peuvent s’être mêlés. Aucune hypothèse n’est aujourd’hui établie, et les analyses ne commenceront qu’après 2031.