Fobos

Imagen en color de Fobos, fotografiada por el Mars Reconnaissance Orbiter el 23 de marzo de 2008. Créditos: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona

Fobos (designación sistemática: Marte I) es el más interno y más grande de los dos satélites naturales de Marte, el otro es Deimos. Ambas lunas fueron descubiertas en 1877 por el astrónomo estadounidense Asaph Hall. Fobos lleva el nombre del dios griego Fobos, un hijo de Ares (Marte) y Afrodita (Venus) y hermano gemelo de Deimos. Fobos era el dios y la personificación del miedo y el pánico (cf. fobia).

Fobos es un objeto pequeño de forma irregular con un radio medio de 11 km (7 millas). Fobos orbita a 6.000 km (3.700 millas) de la superficie marciana, más cerca de su cuerpo principal que cualquier otra luna planetaria conocida. Está tan cerca que orbita a Marte mucho más rápido de lo que gira Marte, y completa una órbita en solo 7 horas y 39 minutos. Como resultado, desde la superficie de Marte parece elevarse por el oeste, moverse por el cielo en 4 horas y 15 minutos o menos, y ponerse en el este, dos veces cada día marciano.

Fobos es uno de los cuerpos menos reflectantes del Sistema Solar, con un albedo de solo 0,071. Las temperaturas de la superficie oscilan entre -4 ° C (25 ° F) en el lado iluminado por el sol y -112 ° C (-170 ° F) en el lado en sombra. La principal característica de la superficie es el gran cráter de impacto, Stickney, que ocupa una proporción sustancial de la superficie de la luna. En noviembre de 2018, los astrónomos concluyeron que los muchos surcos en Fobos fueron causados ​​por rocas expulsadas por el impacto del asteroide que creó Stickney y que rodaron sobre la superficie de la luna. Una teoría alternativa es que los surcos son estrías causadas por las fuerzas de las mareas.

Las imágenes y los modelos indican que Fobos puede ser una pila de escombros que se mantiene unida por una fina corteza que está siendo destrozada por las interacciones de las mareas. Fobos se acerca a Marte aproximadamente 2 centímetros por año, y se predice que dentro de 30 a 50 millones de años chocará con el planeta o se romperá en un anillo planetario.

Descubrimiento

Fobos fue descubierto por el astrónomo Asaph Hall el 18 de agosto de 1877 en el Observatorio Naval de los Estados Unidos en Washington, DC, alrededor de las 09:14 hora media de Greenwich (fuentes contemporáneas, utilizando la convención astronómica anterior a 1925 que comenzó el día al mediodía, dan la hora del descubrimiento como el 17 de agosto a las 16:06 hora media de Washington, es decir, el 18 de agosto a las 04:06 en la convención moderna). Hall había descubierto Deimos, la otra luna de Marte, unos días antes, el 12 de agosto de 1877, aproximadamente a las 07:48 UTC. Los nombres, originalmente escritos como Phobus y Deimus respectivamente, fueron sugeridos por Henry Madan (1838-1901), maestro de ciencias en el Eton College, basado en la mitología griega, en la que Phobos es un compañero del dios Ares.

Características físicas

Seis vistas de Fobos (8 de junio de 2020). Créditos: NASA/JPL-Caltech/ASU/NAU

Fobos tiene unas dimensiones de 27 km × 22 km × 18 km, y tiene muy poca masa para ser redondeada por su propia gravedad. Fobos no tiene atmósfera debido a su baja masa y baja gravedad. Es uno de los cuerpos menos reflectantes del Sistema Solar, con un albedo de aproximadamente 0.071. Los espectros infrarrojos muestran que tiene material rico en carbono que se encuentra en las condritas carbonáceas. Su composición muestra similitudes con la de la superficie de Marte. La densidad de Fobos es demasiado baja para ser una roca sólida y se sabe que tiene una porosidad significativa. Estos resultados llevaron a la sugerencia de que Fobos podría contener una importante reserva de hielo. Las observaciones espectrales indican que la capa de regolito superficial carece de hidratación, pero no se descarta el hielo debajo del regolito.

A diferencia de Deimos, Fobos tiene muchos cráteres, con uno de los cráteres cerca del ecuador que tiene un pico central a pesar del pequeño tamaño de la luna. El más prominente de ellos es el cráter Stickney (llamado así por la esposa de Asaph Hall, Angeline Stickney Hall, siendo Stickney su apellido de soltera), un gran cráter de impacto de unos 9 km (5,6 millas) de diámetro, que ocupa una proporción sustancial de la superficie de la luna. Al igual que con el cráter Herschel de Mimas, el impacto que creó Stickney debe haber casi destrozado a Fobos.

Temperaturas de la superficie de Fobos (THEMIS). Créditos: NASA/JPL-Caltech/ASU/SSI

Muchas ranuras y rayas también cubren la superficie de forma extraña. Las ranuras suelen tener menos de 30 metros (98 pies) de profundidad, 100 a 200 metros (330 a 660 pies) de ancho y hasta 20 kilómetros (12 millas) de longitud, y originalmente se asumió que eran el resultado del impacto que creó Stickney. Sin embargo, el análisis de los resultados de la nave espacial Mars Express reveló que las ranuras no son radiales a Stickney, sino que están centradas en el vértice principal de Fobos en su órbita (que no está lejos de Stickney). Los investigadores sospechan que han sido excavados por material expulsado al espacio por impactos en la superficie de Marte. Los surcos se formaron así como cadenas de cráteres, y todos ellos se desvanecen a medida que se acerca al vértice final de Fobos. Se han agrupado en 12 o más familias de diferentes edades, presumiblemente representando al menos 12 eventos de impacto marciano. Sin embargo, en noviembre de 2018, luego de un análisis de probabilidad computacional adicional, los astrónomos concluyeron que los numerosos surcos en Fobos fueron causados ​​por rocas, expulsadas por el impacto del asteroide que creó el cráter Stickney. Estos cantos rodados rodaron en un patrón predecible sobre la superficie de la luna.

Se han predicho durante mucho tiempo los anillos de polvo débiles producidos por Fobos y Deimos, pero hasta la fecha, los intentos de observar estos anillos han fracasado. Imágenes recientes de Mars Global Surveyor indican que Fobos está cubierta con una capa de regolito de grano fino de al menos 100 metros de espesor; se supone que fue creado por impactos de otros cuerpos, pero no se sabe cómo el material se adhirió a un objeto casi sin gravedad.

Se ha planteado la hipótesis de que el singular meteorito Kaidun que cayó sobre una base militar soviética en Yemen en 1980 era un trozo de Fobos, pero esto ha sido difícil de verificar porque se sabe poco sobre la composición exacta de Fobos.

Una persona que pesa 68 kilogramos (150 libras) en la Tierra pesaría alrededor de 40 gramos (2 onzas) de pie sobre la superficie de Fobos.

Nomenclatura de características geológicas

Las características geológicas en Fobos llevan el nombre de los astrónomos que estudiaron Fobos y personas y lugares de Los viajes de Gulliver de Jonathan Swift.

Cráteres

CraterCoordenadasDiametro
(km)
Año aprov.EpónimoRef
Clustril60°N 91°W3.42006Personaje de Liliput que informó a Flimnap que su esposa había visitado a Gulliver en privado en la novela Los viajes de Gulliver de Jonathan Swift.WGPSN
D’Arrest39°S 179°W2.11973Heinrich Louis d’Arrest; Astrónomo alemán / danés (1822-1875)WGPSN
Drunlo36.5°N 92°W4.22006Personaje de Liliput que informó a Flimnap que su esposa había visitado a Gulliver en privado en Los viajes de Gulliver.WGPSN
Flimnap60°N 10°E1.52006Tesorero de Liliput en Los viajes de GulliverWGPSN
Grildrig81°N 165°E2.62006Nombre dado a Gulliver por la hija del granjero Glumdalclitch en el país de los gigantes Brobdingnag en Los viajes de GulliverWGPSN
Gulliver62°N 163°W5.52006Lemuel Gulliver; Capitán cirujano y viajero en Los viajes de GulliverWGPSN
Hall80°S 150°E5.41973Asaph Hall; Astrónomo estadounidense descubridor de Fobos y Deimos (1829-1907)WGPSN
Limtoc11°S 54°W22006General en Liliput que preparó artículos de acusación contra Gulliver en Los viajes de GulliverWGPSN
Öpik7°S 63°E22011Ernst J. Öpik, astrónomo estonio (1893-1985)WGPSN
Reldresal41°N 39°W2.92006Secretario de Asuntos Privados de Lilliput; Amigo de Gulliver en Los viajes de GulliverWGPSN
Roche53°N 177°E2.31973Édouard Roche; Astrónomo francés (1820-1883)WGPSN
Sharpless27.5°S 154°W1.81973Bevan Sharpless; Astrónomo estadounidense (1904-1950)WGPSN
Shklovsky24°N 112°E22011Iosif Shklovsky, astrónomo soviético (1916-1985)WGPSN
Skyresh52.5°N 40°E1.52006Skyresh Bolgolam; Alto almirante del consejo de Liliput que se opuso a la súplica de libertad de Gulliver y lo acusó de ser un traidor en Los viajes de Gulliver.WGPSN
Stickney1°N 49°W91973Angeline Stickney (1830–1892); esposa del astrónomo estadounidense Asaph Hall (arriba)WGPSN
Todd9°S 153°W2.61973David Peck Todd; Astrónomo estadounidense (1855-1939)WGPSN
Wendell1°S 132°W1.71973Oliver Wendell; Astrónomo estadounidense (1845-1912)WGPSN
El cráter de impacto Stickney fotografiado por el Mars Reconnaissance Orbiter en marzo de 2008. Créditos: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Otras características con nombre propio

Tamaños relativos de Deimos y Fobos vistos desde la superficie de Marte, comparados con el tamaño relativo en el cielo de la Luna visto desde la Tierra. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems/Texas A&M Univ.

Hay una que se llama regio, Laputa Regio, y una que se llama planitia, Lagado Planitia; ambos llevan el nombre de lugares en Los viajes de Gulliver (la ficticia Laputa, una isla voladora, y Lagado, capital imaginaria de la ficticia nación Balnibarbi). La única cresta nombrada en Fobos es Kepler Dorsum, que lleva el nombre del astrónomo Johannes Kepler.

Características orbitales

Órbitas de Fobos y Deimos. Créditos: JiFishCC BY-SA 2.5

El movimiento orbital de Fobos se ha estudiado intensamente, por lo que es «el satélite natural mejor estudiado del Sistema Solar» en términos de órbitas completadas. Su órbita cercana alrededor de Marte produce algunos efectos inusuales. Con una altitud de 5.989 km (3.721 mi), Fobos orbita a Marte por debajo del radio de la órbita sincrónica, lo que significa que se mueve alrededor de Marte más rápido de lo que rota el mismo Marte. Por lo tanto, desde el punto de vista de un observador en la superficie de Marte, asciende por el oeste, se mueve relativamente rápido a través del cielo (en 4 h 15 min o menos) y se pone en el este, aproximadamente dos veces cada día marciano (cada día). 11 h 6 min). Debido a que está cerca de la superficie y en una órbita ecuatorial, no se puede ver por encima del horizonte desde latitudes superiores a 70,4 °. Su órbita es tan baja que su diámetro angular, visto por un observador en Marte, varía visiblemente con su posición en el cielo. Visto en el horizonte, Phobos tiene aproximadamente 0,14 ° de ancho; en el cenit tiene 0.20 °, un tercio del ancho de la Luna llena vista desde la Tierra. En comparación, el Sol tiene un tamaño aparente de aproximadamente 0,35 ° en el cielo marciano. Las fases de Fobos, en la medida en que se pueden observar desde Marte, tardan 0,3191 días (período sinódico de Phobos) en seguir su curso, apenas 13 segundos más que el período sideral de Phobos. Como se ve desde Fobos, Marte parecería 6.400 veces más grande y 2.500 veces más brillante de lo que parece la Luna llena desde la Tierra, ocupando un cuarto del ancho de un hemisferio celeste.

Tránsitos solares

Eclipse anular de Sol de Fobos visto por el rover Mars Curiosity (20 de agosto de 2013). Créditos: NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems/Texas A&M Univ.

Un observador situado en la superficie marciana, en posición de observar Fobos, vería tránsitos regulares de Fobos a través del Sol. Varios de estos tránsitos han sido fotografiados por el Mars Rover Opportunity. Durante los tránsitos, la sombra de Fobos se proyecta sobre la superficie de Marte; un evento que ha sido fotografiado por varias naves espaciales. Fobos no es lo suficientemente grande para cubrir el disco del Sol, por lo que no puede causar un eclipse total.

Predicción de destrucción

La desaceleración de las mareas está disminuyendo gradualmente el radio orbital de Fobos en aproximadamente dos metros cada 100 años, y al disminuir el radio orbital aumenta la probabilidad de ruptura debido a las fuerzas de las mareas, estimada en aproximadamente 30-50 millones de años, con una estimación de un estudio de unos 43 millones de años.

Durante mucho tiempo se pensó que las ranuras de Phobos eran fracturas causadas por el impacto que formó el cráter Stickney. Otros modelos sugeridos desde la década de 1970 apoyan la idea de que las ranuras son más como «estrías» que ocurren cuando Fobos se deforma por las fuerzas de las mareas, pero en 2015, cuando las fuerzas de las mareas se calcularon y usaron en un nuevo modelo, las tensiones eran demasiado débiles. para fracturar una luna sólida de ese tamaño, a menos que Fobos sea una pila de escombros rodeada por una capa de regolito en polvo de unos 100 m (330 pies) de espesor. Las fracturas por tensión calculadas para este modelo se alinean con las ranuras de Phobos. El modelo se apoya con el descubrimiento de que algunas de las ranuras son más jóvenes que otras, lo que implica que el proceso que produce las ranuras está en curso.

Dada la forma irregular de Fobos y asumiendo que es una pila de escombros (específicamente un cuerpo de Mohr-Coulomb), eventualmente se romperá debido a las fuerzas de las mareas cuando alcance aproximadamente 2,1 radios de Marte. Cuando Fobos se rompa, formará un anillo planetario alrededor de Marte. Este anillo predicho puede durar de 1 millón a 100 millones de años. La fracción de la masa de Fobos que formará el anillo depende de la estructura interna desconocida de Fobos. Un material suelto y débilmente unido formará el anillo. Los componentes de Fobos con una fuerte cohesión escaparán de la ruptura de las mareas y entrarán en la atmósfera marciana.

Origen

El origen de las lunas marcianas sigue siendo controvertido. Fobos y Deimos tienen mucho en común con los asteroides carbonosos de tipo C, con espectros, albedo y densidad muy similares a los de los asteroides de tipo C o D. Basándose en su similitud, una hipótesis es que ambas lunas pueden ser asteroides capturados del cinturón principal. Ambas lunas tienen órbitas muy circulares que se encuentran casi exactamente en el plano ecuatorial de Marte y, por lo tanto, un origen de captura requiere un mecanismo para circularizar la órbita inicialmente muy excéntrica y ajustar su inclinación en el plano ecuatorial, muy probablemente mediante una combinación de resistencia atmosférica y fuerzas de marea, aunque no está claro si ha transcurrido suficiente tiempo disponible para que esto ocurra para Deimos. La captura también requiere disipación de energía. La atmósfera marciana actual es demasiado delgada para capturar un objeto del tamaño de Fobos mediante el frenado atmosférico. Geoffrey A. Landis ha señalado que la captura podría haber ocurrido si el cuerpo original fuera un asteroide binario que se separó bajo las fuerzas de las mareas.

Vista del Curiosity de Fobos pasando frente a Deimos. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems/Texas A&M Univ.

Fobos podría ser un objeto del Sistema Solar de segunda generación que se fusionó en órbita después de la formación de Marte, en lugar de formarse simultáneamente a partir de la misma nube de nacimiento que Marte.

Otra hipótesis es que Marte estuvo una vez rodeado por muchos cuerpos del tamaño de Fobos y Deimos, quizás expulsados ​​a su órbita por una colisión con un planetesimal grande. La alta porosidad del interior de Fobos (basada en la densidad de 1,88 g / cm3, se estima que los vacíos comprenden del 25 al 35 por ciento del volumen de Fobos) es inconsistente con un origen asteroide. Las observaciones de Fobos en el infrarrojo térmico sugieren una composición que contiene principalmente filosilicatos, que son bien conocidos en la superficie de Marte. Los espectros son distintos de los de todas las clases de meteoritos de condrita, y de nuevo apuntan en sentido contrario al origen de un asteroide. Ambos conjuntos de hallazgos apoyan el origen de Fobos a partir de material expulsado por un impacto en Marte que se reacretó en la órbita marciana, similar a la teoría predominante sobre el origen de la luna de la Tierra.

Algunas áreas de la superficie han resultado ser de color rojizo, mientras que otras son azuladas. La hipótesis es que la fuerza de gravedad de Marte hace que el regolito rojizo se mueva sobre la superficie, exponiendo material relativamente fresco, sin meteorizar y azulado de la luna, mientras que el regolito que lo cubre con el tiempo se ha degradado debido a la exposición a la radiación solar. Debido a que la roca azul difiere de la roca marciana conocida, podría contradecir la teoría de que la luna se forma a partir de material planetario sobrante después del impacto de un objeto grande.

Más recientemente, Amirhossein Bagheri (ETH Zurich), Amir Khan (ETH Zurich), Michael Efroimsky (Observatorio Naval de EE. UU.) Y sus colegas propusieron una nueva hipótesis sobre el origen de las lunas. Al analizar los datos sísmicos y orbitales de Mars InSight Mission y otras misiones, propusieron que las lunas nacen de la interrupción de un cuerpo padre común hace entre 1 y 2,7 ​​mil millones de años. El progenitor común de Phobos y Deimos probablemente fue golpeado por otro objeto y se hizo añicos para formar Phobos y Deimos.

Hipótesis de «Fobos hueco» de Shklovsky

A finales de los años 50 y 60, las características orbitales inusuales de Fobos llevaron a especulaciones de que podría estar hueco.

Alrededor de 1958, el astrofísico ruso Iosif Samuilovich Shklovsky, al estudiar la aceleración secular del movimiento orbital de Fobos, sugirió una estructura de «chapa fina» para Fobos, una sugerencia que llevó a especulaciones de que Fobos era de origen artificial. Shklovsky basó su análisis en estimaciones de la densidad de la atmósfera marciana superior y dedujo que para que el efecto de frenado débil pudiera explicar la aceleración secular, Fobos tenía que ser muy ligero: un cálculo arrojó una esfera de hierro hueca de 16 kilómetros (9,9 mi ) de ancho pero menos de 6 cm de espesor. En una carta de febrero de 1960 a la revista Astronautics, Fred Singer, entonces asesor científico del presidente estadounidense Dwight D. Eisenhower, dijo sobre la teoría de Shklovsky:

Si el satélite de hecho está girando en espiral hacia adentro, como se deduce de la observación astronómica, entonces hay pocas alternativas a la hipótesis de que es hueco y, por lo tanto, es de origen marciano. El gran «si» reside en las observaciones astronómicas; bien pueden estar en un error. Dado que se basan en varios conjuntos independientes de mediciones tomadas con décadas de diferencia por diferentes observadores con diferentes instrumentos, los errores sistemáticos pueden haberlos influido.

Posteriormente, se descubrió que existían los errores sistemáticos de datos que predijo Singer, y se puso en duda la afirmación, y las mediciones precisas de la órbita disponibles en 1969 mostraron que la discrepancia no existía. La crítica de Singer se justificó cuando se descubrió que estudios anteriores habían utilizado un valor sobreestimado de 5 cm / año para la tasa de pérdida de altitud, que luego se revisó a 1,8 cm / año. La aceleración secular ahora se atribuye a los efectos de las mareas, que no se habían considerado en los estudios anteriores.

La densidad de Fobos ahora ha sido medida directamente por una nave espacial en 1.887 g / cm3. Las observaciones actuales son consistentes con que Fobos es un montón de escombros. Además, las imágenes obtenidas por las sondas Viking en la década de 1970 mostraban claramente un objeto natural, no artificial. Sin embargo, el mapeo de la sonda Mars Express y los cálculos de volumen posteriores sugieren la presencia de vacíos e indican que no se trata de un trozo sólido de roca, sino de un cuerpo poroso. Se calculó que la porosidad de Phobos era de un 30% ± 5%.

Misiones de exploración

Fobos ha sido fotografiado de cerca por varias naves espaciales cuya misión principal ha sido fotografiar Marte. El primero fue Mariner 7 en 1969, seguido por Mariner 9 en 1971, Viking 1 en 1977, Phobos 2 en 1989, Mars Global Surveyor en 1998 y 2003, Mars Express en 2004, 2008, 2010 y 2019, y Mars Reconnaissance Orbiter en 2007 y 2008. El 25 de agosto de 2005, el rover Spirit, con un exceso de energía debido al viento que sopló el polvo de sus paneles solares, tomó varias fotografías de corta exposición del cielo nocturno desde la superficie de Marte. Fobos y Deimos son claramente visibles en la fotografía.

La Unión Soviética emprendió el programa Phobos con dos sondas, ambas lanzadas con éxito en julio de 1988. Phobos 1 se cerró accidentalmente por un comando erróneo del control de tierra emitido en septiembre de 1988 y se perdió mientras la nave todavía estaba en ruta. Phobos 2 llegó al sistema de Marte en enero de 1989 y, después de transmitir una pequeña cantidad de datos e imágenes, pero poco antes de comenzar su examen detallado de la superficie de Phobos, la sonda dejó de transmitir abruptamente debido a un fallo del ordenador de a bordo o del transmisor de radio, ya funcionando con la energía de respaldo. Otras misiones a Marte recopilaron más datos, pero no se ha realizado ninguna misión de retorno de muestras.

Phobos-Grunt. Créditos: MireckiCC BY-SA 3.0

La Agencia Espacial Rusa lanzó una misión de retorno de muestra a Fobos en noviembre de 2011, llamada Fobos-Grunt. La cápsula de retorno también incluyó un experimento de ciencias de la vida de The Planetary Society, llamado Experimento de vuelo interplanetario viviente, o LIFE. Un segundo contribuyente a esta misión fue la Administración Nacional del Espacio de China, que suministró un satélite de topografía llamado «Yinghuo-1», que se habría lanzado en la órbita de Marte, y un sistema de trituración y cribado del suelo para la carga útil científica del Módulo de aterrizaje Phobos. Sin embargo, después de alcanzar la órbita terrestre, la sonda Fobos-Grunt no pudo iniciar la post-combustión que la habría enviado a Marte. Los intentos de recuperar la sonda no tuvieron éxito y se estrelló contra la Tierra en enero de 2012.

El 1 de julio de 2020, el orbitador de Marte de la Organización de Investigación Espacial de la India pudo capturar fotos del cuerpo desde 4200 km de distancia.

Misiones consideradas

En 1997 y 1998, la misión Aladdin fue seleccionada como finalista en el Programa de Descubrimiento de la NASA. El plan era visitar Phobos y Deimos y lanzar proyectiles a los satélites. La sonda recogería la eyección mientras realizaba un sobrevuelo lento (~ 1 km / s). Estas muestras serian devueltas a la Tierra para su estudio tres años después. El investigador principal fue el Dr. Carle Pieters de la Universidad de Brown. El costo total de la misión, incluidos el vehículo de lanzamiento y las operaciones, se estimó en 247,7 millones de dólares. En última instancia, la misión elegida para volar fue MESSENGER, una sonda a Mercurio.

En 2007, se informó que la filial aeroespacial europea EADS Astrium había estado desarrollando una misión a Fobos como demostración de tecnología. Astrium participó en el desarrollo de un plan de la Agencia Espacial Europea para una misión de retorno de muestras a Marte, como parte del programa Aurora de la ESA, y el envío de una misión a Fobos con su baja gravedad se consideró una buena oportunidad para probar y demostrar las tecnologías necesarias para una eventual misión de retorno de muestras a Marte. Se preveía que la misión comenzara en 2016 y duraría tres años. La compañía planeaba usar una «nave nodriza», que sería propulsada por un motor de iones, liberando un módulo de aterrizaje a la superficie de Phobos. El módulo de aterrizaje realizaría algunas pruebas y experimentos, recolectaría muestras en una cápsula, luego regresaría a la nave nodriza y regresaría a la Tierra.

Misiones propuestas

El monolito de Fobos (a la derecha del centro) según lo tomado por el Mars Global Surveyor. Créditos: Mars Global Surveyor

En 2007, la Agencia Espacial Canadiense financió un estudio de Optech y el Instituto de Marte para una misión no tripulada a Fobos conocida como Phobos Reconnaissance and International Mars Exploration (PRIME). Un lugar de aterrizaje propuesto para la nave PRIME es el «monolito de Phobos», un objeto prominente cerca del cráter Stickney. La misión PRIME estaría compuesta por un orbitador y un módulo de aterrizaje, y cada uno llevaría 4 instrumentos diseñados para estudiar varios aspectos de la geología de Fobos. En 2008, el Centro de Investigación Glenn de la NASA comenzó a estudiar una misión de retorno de muestras de Fobos y Deimos que utilizaría propulsión eléctrica solar. El estudio dio lugar al concepto de misión «Hall», una misión de clase Nuevas Fronteras que se estudiará más a fondo a partir de 2010.

Otro concepto de una misión de retorno de muestra de Phobos y Deimos es OSIRIS-REx II, que utilizaría tecnología heredada de la primera misión OSIRIS-REx.

En enero de 2013, se inició el desarrollo de una nueva misión Phobos Surveyor gracias a la colaboración de la Universidad de Stanford, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y el Instituto de Tecnología de Massachusetts. La misión se encuentra actualmente en las fases de prueba y el equipo de Stanford planea lanzar la misión entre 2023 y 2033.

En marzo de 2014, se propuso una misión de clase Discovery para colocar un orbitador en la órbita de Marte para 2021 para estudiar Phobos y Deimos a través de una serie de sobrevuelos cercanos. La misión se llama Phobos And Deimos & Mars Environment (PADME). Otras dos misiones de Phobos que se propusieron para la selección del Discovery 13 incluyeron una misión llamada Merlin, que sobrevolaría Deimos pero en realidad orbitaría y aterrizaría en Phobos, y otra es Pandora, que orbitaría tanto a Deimos como a Phobos.

La Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) dio a conocer el 9 de junio de 2015 Martian Moons Exploration (MMX), una misión de retorno de muestras dirigida a Fobos. MMX aterrizará y recolectará muestras de Fobos varias veces, además de realizar observaciones de sobrevuelo de Deimos y monitorear el clima de Marte. Mediante el uso de un mecanismo de muestreo de núcleos, la nave espacial tiene como objetivo recuperar una cantidad mínima de 10 g de muestras. La NASA, la ESA, el DLR y el CNES también participan en el proyecto y proporcionarán instrumentos científicos. Estados Unidos contribuirá con el espectrómetro de neutrones y rayos gamma (NGRS), y Francia, con el espectrómetro de infrarrojos cercanos (NIRS4 / MacrOmega). Aunque la misión ha sido seleccionada para su implementación y ahora está más allá de la etapa de propuesta, la aprobación formal del proyecto por parte de JAXA se pospuso luego del percance de Hitomi. Actualmente se está desarrollando y probando componentes clave, incluido el muestreador. A partir de 2017, MMX está programado para ser lanzado en 2024 y regresará a la Tierra cinco años después.

Rusia planea repetir la misión Fobos-Grunt a fines de la década de 2020, y la Agencia Espacial Europea está evaluando una misión de devolución de muestras para 2024 llamada Phootprint.

Parte de una misión tripulada a Marte

Fobos ha sido propuesto como un objetivo previo a una misión humana a Marte. La teleoperación de exploradores robóticos en Marte por humanos en Fobos podría llevarse a cabo sin un retraso de tiempo significativo, y las preocupaciones de protección planetaria en las primeras exploraciones de Marte podrían abordarse mediante este enfoque.

Fobos ha sido propuesto como un objetivo previo a una misión tripulada a Marte porque un aterrizaje en Fobos sería considerablemente menos difícil y costoso que un aterrizaje en la superficie de Marte. Un módulo de aterrizaje con destino a Marte tendría que ser capaz de entrar en la atmósfera y volver a la órbita posterior sin ninguna instalación de apoyo, o requeriría la creación de instalaciones de apoyo in situ. En cambio, un módulo de aterrizaje con destino a Fobos podría basarse en un equipo diseñado para aterrizajes lunares y de asteroides. Además, debido a la muy débil gravedad de Fobos, el delta-v requerido para aterrizar en Fobos y regresar es solo el 80% del requerido para un viaje hacia y desde la superficie de la Luna.

Se ha propuesto que las arenas de Fobos podrían servir como material valioso para el frenado aerodinámico durante un aterrizaje en Marte. Una cantidad relativamente pequeña de combustible químico traído de la Tierra podría usarse para elevar una gran cantidad de arena desde la superficie de Fobos a una órbita de transferencia. Esta arena podría liberarse frente a una nave espacial durante la maniobra de descenso provocando una densificación de la atmósfera justo en frente de la nave espacial.

Si bien la exploración humana de Fobos podría servir como catalizador para la exploración humana de Marte, podría ser científicamente valioso por derecho propio.

Créditos: Wikipedia