Indagare i pochi metri al di sotto del sottosuolo marziano permetterà di porre importanti vincoli sulla storia geologica di Marte e contribuirà a comprendere meglio l’evoluzione dei sedimenti superficiali (erosione, trasporto e deposizione), la relazione tra sedimenti e bedrock, e tra condizioni ambientali e processi superficiali, e, naturalmente, la possibile presenza di vita. Ma_MISS esplorerà il sottosuolo marziano nella gamma spettrale 0.5-2.3 µm e con una risoluzione spaziale di 120 µm. La sua alta risoluzione spaziale sarà molto importante per esplorare la variabilità della composizione mineralogica alla scala dei grani di roccia direttamente sulle pareti del foro. Lo studio degli spettri di riflettanza dei materiali del sottosuolo permetterà l’identificazione delle differenze nelle litologie, per esempio distinguendo tra rocce vulcaniche e sedimentarie. L’analisi della posizione e della forma delle bande di assorbimento discriminerà tra diversi tipi di fasi mineralogiche tra silicati, solfati, ossidi/idrossidi, fasi idrate e minerali opachi (per esempio, solfuri, ossidi di ferro e silice).

Recentemente, considerazioni geomorfologiche relative al permafrost e il rilevamento a distanza dell’idrogeno basato sulla spettroscopia di neutroni e raggi gamma hanno dedotto la presenza di depositi di ghiaccio nel sottosuolo marziano poco profondo. Anche se entrambe le bande H2O e CO2 a 1,5 e 2 µm cadono alle stesse lunghezze d’onda degli assorbimenti dei minerali idrati, attraverso Ma_MISS l’identificazione univoca di depositi o inclusioni di ghiaccio negli strati sub-superficiali può essere eseguita attraverso la posizione dei minimi e l’analisi delle forme delle bande, utile anche per vincolare le dimensioni dei grani di ghiaccio. Lo studio dei parametri spettrali, come il livello di riflettanza del continuo e la pendenza, può aiutare a determinare importanti parametri fisici come le diverse dimensioni dei grani nei materiali che possono aiutarci a capire meglio il tipo e lo stato dei sedimenti nel sottosuolo. Diverse pendenze e forme spettrali possono anche aiutare a distinguere il vetro vulcanico dai materiali cristallini, fornendo così indizi sui processi geologici come impatti o eruzioni vulcaniche.

Sulla Terra, la nostra comprensione dell’evoluzione del clima e dello sviluppo della vita deriva dallo studio delle firme mineralogiche, testuali e geochimiche conservate nelle rocce sedimentarie nelle sezioni stratigrafiche. È ragionevole supporre che queste caratteristiche potrebbero essere state conservate anche nella stratigrafia sub-superficiale marziana. Indagando la mineralogia degli strati più profondi, dove ha avuto luogo un’alterazione più limitata da parte dell’atmosfera, è possibile dedurre meglio la storia dell’erosione, del trasporto e della deposizione di materiale sciolto.