Malgré plusieurs tentatives au cours des décennies passées, les deux petites lunes de Mars, Phobos et Deimos, n’ont pu être étudiées en détail. Il existe toujours à l’heure actuelle un débat scientifique sur leur origine : sont-elles issues comme notre Lune d’un colossal impact entre la planète et un autre corps céleste lors des prémices du Système solaire, ou bien sont-elles des astéroïdes capturés en orbite par la planète rouge ? C’est pour répondre à cette question, pour approfondir au maximum les connaissances sur Phobos et Deimos et comprendre leur passé, que l’agence japonaise JAXA met en œuvre la mission MMX.

MMX est composée de trois modules distincts ayant chacun leur utilité spécifique. Après son décollage du Japon en octobre 2026, le premier servira essentiellement à la propulsion et amènera les deux autres jusqu’aux lunes de Mars en moins d’un an. Le deuxième module est constitué de la sonde ainsi que du petit rover franco-allemand. La sonde sera capable de se poser sur Phobos pour y récolter plus de 10 grammes de matière après une phase d’étude en quasi-orbite. Après le largage du rover et le prélèvement sur Phobos, la sonde réalisera une série de survols de la petite lune Deimos. Ensuite elle libérera le troisième module qui rapportera les échantillons jusqu’à la Terre et les y larguera à bord d’une capsule retour en 2031.

La mission principale embarque une suite de 13 instruments scientifiques (en comptant le rover), qui auront pour objectifs spécifiques de cartographier et caractériser à haute résolution la surface des lunes afin d’en mesurer la composition élémentaire et minéralogique, mais aussi d’observer les tempêtes et les nuages de la planète Mars. Le spectromètre imageur infrarouge MIRS, sous maitrise d'oeuvre du LESIA, va permettre de caractériser la composition minéralogique de la surface des lunes de Mars et l’analyse de l’atmosphère Martienne. Il va permettre de participer à la sélection des sites d’atterrissage de MMX. 

En partenariat avec l’agence japonaise, le CNES s’investit sur la mission MMX à travers trois thématiques différentes. La première est l’étude des trajectoires et de la dynamique du vol en amont de la mission et une possible participation aux opérations en vol. La deuxième est la participation au volet scientifique grâce au spectromètre imageur proche infrarouge MIRS qui sera installé sur la sonde. Et la dernière, en collaboration avec les équipes allemandes (DLR), consiste à réaliser le rover Odefic qui tentera de rouler sur Phobos. Un exercice inédit avec quatre instruments à bord : la gravité y sera environ 1800 fois moindre que sur Terre !

Du fait de sa participation à la mission MMX, une part des échantillons rapportés sur Terre sera donnée à la France en vue d’analyses par la communauté scientifique. Un centre de curation au Museum national d’histoire naturelle sera développé afin de recevoir ces échantillons avant distribution aux scientifiques.