Peut-on dévier un astéroïde en s’écrasant dessus ? Un expert en ingénierie spatiale se prononce

La NASA tente rien de moins qu’une expérience de défense planétaire à grande échelle pour modifier la trajectoire d’un astéroïde.

Illustration représentant le vaisseau spatial DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA avant son impact sur le système d’astéroïdes binaires Didymos. NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Le vaisseau spatial Double Asteroid Redirection Test (Dart) de la NASA a été conçu pour être une merveille. Il finira ses jours en s’écrasant sur un astéroïde à 24 000 kilomètres par heure le 26 septembre. Lancé depuis la Terre en novembre 2021, Dart a la taille d’un bus et a été créé pour tester et prouver notre capacité à défendre la Terre contre un astéroïde dangereux.

Atteindre directement une cible à 11 millions de kilomètres de distance n’est pas chose facile. Mais si cela semble loin, l’astéroïde a en fait été choisi par la NASA parce qu’il est relativement proche de la Terre. Cela donnera aux ingénieurs l’occasion de tester la capacité du vaisseau spatial à s’autogérer dans les dernières étapes avant l’impact, lorsqu’il s’écrase de manière autonome.

L’astéroïde cible s’appelle Dimorphos, un corps de 163 mètres de diamètre qui est en orbite autour d’un astéroïde de 780 mètres de large appelé Didymos. Ce “système d’astéroïdes binaire” a été choisi parce que Dimorphos est en orbite autour de Didymos, ce qui permet de mesurer plus facilement le résultat de l’impact en raison de la modification de son orbite. Toutefois, le système Dimorphos ne présente actuellement aucun risque pour la Terre.

Quoi qu’il en soit, la NASA tente rien de moins qu’une expérience de défense planétaire à grande échelle pour modifier la trajectoire d’un astéroïde. La technique utilisée est appelée “impact cinétique”, qui modifie l’orbite de l’astéroïde en s’écrasant sur lui. Il s’agit essentiellement de ce que l’on appelle un coup de sûreté au snooker, mais joué à l’échelle planétaire entre le vaisseau spatial (comme la boule de billard) et l’astéroïde.

Une infime déviation pourrait suffire à prouver que cette technique peut réellement modifier la trajectoire d’un astéroïde sur une trajectoire de collision avec la Terre.

Mais le vaisseau spatial Dart va être complètement détruit par la collision, car il subira un impact équivalent à environ trois tonnes de TNT. À titre de comparaison, la bombe atomique larguée sur Hiroshima équivalait à 15 000 tonnes de TNT.

Alors, avec un tel niveau de destruction et la distance impliquée, comment pourrons-nous voir le crash ? Heureusement, le vaisseau spatial Dart ne voyage pas seul dans sa quête, il transporte LICIACube, un mini-vaisseau spatial de la taille d’une boîte à chaussures, appelé cubesat, développé par l’Agence spatiale italienne et la société d’ingénierie aérospatiale Argotec. Ce petit compagnon s’est récemment séparé du vaisseau spatial Dart et voyage maintenant seul pour assister à l’impact à une distance de sécurité de 55 km.

Jamais auparavant un cubesat n’avait fonctionné autour d’astéroïdes, ce qui ouvre de nouvelles perspectives pour l’exploration de l’espace à l’avenir. L’impact sera également observé depuis la Terre à l’aide de télescopes. Combinées, ces méthodes permettront aux scientifiques de confirmer le succès de l’opération.

Il faudra toutefois plusieurs semaines pour que LICIACube renvoie toutes les images vers la Terre. Cette période sera extrêmement éprouvante pour les nerfs – attendre de bonnes nouvelles d’un vaisseau spatial est toujours un moment émouvant pour un ingénieur.

Que se passera-t-il ensuite ?

Une équipe d’enquêteurs se penchera sur les conséquences du crash. Ces scientifiques chercheront à mesurer les changements dans le mouvement du Dimorphe autour de Didymos en observant sa période orbitale. Il s’agit du temps pendant lequel Dimorphos passe devant et derrière Didymos, ce qui se produira toutes les 12 heures.

Les télescopes terrestres auront pour objectif de capturer des images de l’éclipse de Dimorphos au moment où cela se produit. Pour provoquer une déviation suffisamment importante, Dart doit créer un changement de période orbitale d’au moins 73 secondes après l’impact – visible sous la forme de changements dans les fréquences des éclipses.

Ces mesures détermineront en fin de compte l’efficacité de la technologie de l’“impact cinétique” pour dévier un astéroïde potentiellement dangereux, mais nous ne le savons pas encore.

En effet, nous ne savons que très peu de choses sur la composition des astéroïdes. La grande incertitude quant à la force du Dimorphose a fait de la conception d’un vaisseau spatial à balles un énorme défi d’ingénierie. D’après les observations au sol, le système Didymos est soupçonné d’être un tas de gravats composé de nombreuses roches différentes, mais sa structure interne est inconnue.

Il existe également de grandes incertitudes quant à l’issue de l’impact. Les matériaux éjectés par la suite contribueront aux effets du crash, en fournissant une force supplémentaire. Nous ne savons pas si un cratère sera formé par l’impact ou si l’astéroïde lui-même subira une déformation majeure, ce qui signifie que nous ne pouvons pas être sûrs de la force que la collision déchaînera.

Missions futures

Notre exploration du système d’astéroïdes ne s’arrête pas avec Dart. L’Agence spatiale européenne doit lancer la mission Hera en 2024, qui arrivera sur Didymos au début de l’année 2027 pour examiner de près les effets résiduels de l’impact.

En observant les déformations causées par l’impact de Dart sur Dimorphos, le vaisseau spatial Hera pourra mieux comprendre sa composition et sa formation. La connaissance des propriétés internes d’objets tels que Didymos et Dimorphos nous aidera également à mieux comprendre le danger qu’ils pourraient représenter pour la Terre en cas d’impact.

Enfin, les enseignements de cette mission permettront de vérifier les mécanismes d’un impact à grande vitesse. Si les expériences en laboratoire et les modèles informatiques peuvent déjà aider à valider les prédictions des scientifiques en matière d’impact, les expériences à grande échelle dans l’espace, telles que Dart, sont celles qui se rapprocheront le plus de la réalité. Le fait d’en savoir le plus possible sur les astéroïdes nous aidera à comprendre avec quelle force nous devons les frapper pour les dévier.

La mission Dart a donné lieu à une coopération mondiale entre des scientifiques qui espèrent s’attaquer au problème global de la défense planétaire et, avec mes collègues de l’équipe d’enquête Dart, nous voulons analyser les effets de l’impact. Je me concentrerai sur l’étude du mouvement des matériaux éjectés par l’impact.

L’impact du vaisseau spatial est prévu pour le 26 septembre à 19 h 14, heure avancée de l’Est (00 h 14, heure d’été britannique, le 27 septembre). Vous pouvez suivre l’impact sur Nasa TV.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche