Phobos är bara 27 kilometer (17 miles) i diameter från ände till ände
Frankrike och Japan vill återvinna delar av en Marsmåne och föra tillbaka dem till jorden, chefen för Frankrikes nationella centrum för rymdstudier (CNES) sa på torsdagen.
Marsutforskningsprojektet skulle starta en sond 2024 avsedd för Phobos, den största och närmaste av två månar som kretsar runt den röda planeten.
Paris och Tokyo undertecknade ett preliminärt avtal i måndags, och kommer att fatta ett slutgiltigt beslut före årets slut, CNES-president Jean-Yves Le Gall sa till AFP.
"Det är ett mycket viktigt uppdrag eftersom det – förutom månen – skulle vara första gången prover från en planets satellit skulle föras tillbaka till jorden, sa han i telefon.
Något äggformad, Phobos är 27 kilometer (17 miles) i diameter från ände till ände.
Att analysera dess sammansättning skulle lösa en långvarig fråga om dess ursprung.
En teori hävdar att den avlånga månen är en asteroid som fångas av Mars gravitationskraft. En annan säger att det är överbliven materia från den röda planetens skapelsehändelse.
Att landa på Phobos kommer också att ge en annan utsiktspunkt för att observera Mars, bara 6, 000 kilometer (3, 700 miles) avstånd.
Att ta sig dit innebär färre utmaningar än att landa på Mars, en kyrkogård för flera misslyckade uppdrag.
"Det borde vara dubbelt så enkelt eftersom sonden inte behöver gå genom Mars atmosfär, " sa Le Gall.
Den japanska partnern för projektet är Japan Aerospace Exploration Agency.
Phobos – närmare sin planet än någon annan måne i solsystemet – närmar sig Mars med cirka 2 meter (6,5 fot) varje århundrade. Forskare räknar med att månen dras isär om 30 till 50 miljoner år.
Under 2011, en Phobos-bunden sond som lanserats av Ryssland - det är det första interplanetära uppdraget på 15 år - misslyckades, med bitar som faller i Stilla havet två månader senare.
År 2020, det gemensamma Europa-Ryssland ExoMars-uppdraget kommer att lansera en rover med uppgift att hitta spår av livet på mars, dåtid eller nutid.
NASA:s Curiosity-rover har korsat planeten i mer än tre år.
Den amerikanska byrån har planer på en bemannad resa de närmaste 10-15 åren, med ett liknande projekt som den amerikanska miljardären Elon Musk också driver.
© 2017 AFP