Die beiden Marsmonde Phobos und Deimos wurden 1877 von Asaph Hall entdeckt. Beide besitzen eine sehr unregelmäßige Form und haben eine sehr dunkle Oberfläche, die nur etwa fünf Prozent des Sonnenlichts reflektiert.
Marsmonde Phobos (links) und Deimos (rechts). (© NASA/JPL-Caltech/UofA)
Phobos, mit bis zu 27 Kilometern Durchmesser der größere der beiden Marsmonde, weist eine Vielzahl von Einschlagskratern auf, von denen Stickney mit zwölf Kilometern und Hall mit fünf Kilometern Durchmesser die größten sind. Der kleinere Deimos in größerer Entfernung zum Mars ist nur etwa 15 Kilometer groß und besitzt deutlich weniger sichtbare Krater. Bilddaten verschiedener Marsmissionen zeigen, dass seine Oberfläche stärker von einer Staubschicht, (Regolith), bedeckt ist als die von Phobos.
Der Ursprung der beiden Marsmonde ist noch nicht eindeutig geklärt und mehrere Entstehungsmodelle werden diskutiert: Eine Theorie hält eine Entstehung von Mars und seiner beiden Monde in einem gemeinsamen Prozess für wahrscheinlich. Ein weiteres Modell besagt, dass es sich bei beiden Monden um Kleinkörper handele, die im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter entstanden sind und von der Schwerkraft des Mars eingefangen wurden. Ein weiteres viel beachtetes Modell besagt jedoch, dass die beiden Monde nach einem sehr großen Asteroideneinschlag in der Frühzeit des Mars entstanden sein könnten. Demnach bildeten die ausgeschleuderten Trümmer des Einschlags eine Ringscheibe um den Mars. Durch Zusammenklumpen der Materialien in der Ringscheibe bildete sich eine Population kleiner Körper, die zum Teil wieder auf den Mars stürzten, aber deren Reste letztendlich die beiden verbleibenden kleinen Monde bildeten.
Phobos scheint – in geologischen Zeiträumen gedacht – in nicht zu ferner Zeit seinem Ende entgegenzusehen einem unerfreulichen Schicksal entgegenzusehen, da er wegen des geringen Abstands zum Mutterplaneten starken Gezeitenkräften ausgesetzt ist. Die Auswertung von Mars-Express-Messungen der Umlaufbahn von Phobos bestätigt, dass er sich dem Mars auf einer spiralförmigen Bahn nähert und in ca. 40 bis 70 Millionen Jahren auseinanderbrechen und auf den Planeten stürzen wird.
Die russische Sonde Phobos Grunt, die den Mond eingehend untersuchen sollte, scheiterte bei ihrem Start Ende 2011. Eine nächste Phobos-Mission steht allerdings schon in den Startlöchern: MMX, kurz für Martian Moons eXploration, ist eine japanische Mission mit deutscher und französischer Beteiligung, deren Start für 2026 geplant ist. Sie wird nicht nur einen Orbiter zu den beiden Marsmonden schicken, sondern auch einen Rover namens Idefix auf Phobos landen lassen, der erstmals in der Geschichte der Marsforschung einen Marsmond vor Ort erkunden und nach geeigneten Stellen für eine Probennahme Ausschau halten soll. Der Orbiter wird dann die Proben aufnehmen und sie in einem Rückkehrmodul deponieren, welches die Probenkapsel 2031 zur Erde bringen wird.