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    Défense planétaire :l'expérience Bennu

    Le concept de cet artiste montre le vaisseau spatial Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security - Regolith Explorer (OSIRIS-REx) contactant l'astéroïde Bennu avec le mécanisme de bras d'échantillonnage Touch-And-Go ou TAGSAM. La mission vise à renvoyer un échantillon du revêtement de surface de Bennu sur Terre pour étude ainsi qu'à renvoyer des informations détaillées sur l'astéroïde et sa trajectoire. Crédit :Goddard Space Flight Center de la NASA

    Le 3 décembre, après avoir parcouru des milliards de kilomètres de la Terre, Le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA a atteint sa cible, Bennou, et a débuté une période de près de deux ans, enquête de près sur l'astéroïde. Il inspectera presque chaque centimètre carré de cet ancien bloc de gravats laissé par la formation de notre système solaire. Finalement, le vaisseau spatial ramassera un échantillon de cailloux et de poussière de la surface de Bennu et le livrera sur Terre en 2023.

    Des générations de planétologues pourront étudier des morceaux des matériaux primitifs qui ont formé notre voisinage cosmique et mieux comprendre le rôle que les astéroïdes ont pu jouer dans la livraison de composés formateurs de vie aux planètes et aux lunes.

    Mais ce n'est pas seulement l'histoire que la mission à Bennu aidera à découvrir. Les scientifiques qui étudient la roche à l'aide des instruments d'OSIRIS-REx dans l'espace façonneront également notre avenir. Comme ils collectent les informations les plus détaillées à ce jour sur les forces qui déplacent les astéroïdes, experts du Bureau de coordination de la défense planétaire de la NASA, qui sont chargés de détecter les astéroïdes potentiellement dangereux, amélioreront leurs prédictions dont ceux qui pourraient être sur un cours accéléré avec notre planète.

    Voici comment la mission OSIRIS-REx soutiendra ce travail :

    Comment les scientifiques prédisent où se trouve Bennu

    Environ un tiers de mille, ou un demi-kilomètre, large, Bennu est assez grand pour atteindre la surface de la Terre; de nombreux objets spatiaux plus petits, en revanche, brûler dans notre atmosphère. S'il a touché la Terre, Bennu causerait des dégâts considérables. Des experts en astéroïdes du Center for Near-Earth Object Studies (CNEOS) du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, projettent que Bennu s'approchera suffisamment de la Terre au cours du prochain siècle pour poser un 1 sur 2, 700 chances de l'impacter entre 2175 et 2196. Autrement dit, ces probabilités signifient qu'il y a 99,963% de chances que l'astéroïde rate la Terre. Toutefois, les astronomes veulent savoir exactement où se trouve Bennu à tout moment.

    Les astronomes ont estimé la trajectoire future de Bennu après l'avoir observé plusieurs fois depuis sa découverte en 1999. Ils ont tourné leur optique, infrarouges et radiotélescopes vers l'astéroïde chaque fois qu'il s'approchait suffisamment de la Terre, environ tous les six ans, en déduire des caractéristiques telles que sa forme, taux de rotation et trajectoire.

    "Nous savons à quelques kilomètres où se trouve Bennu en ce moment, " a déclaré Steven Chesley, chercheur senior au CNEOS et membre de l'équipe OSIRIS-REx dont le travail consiste à prédire la trajectoire future de Bennu.

    Pourquoi les prédictions de trajectoire future de Bennu deviennent floues

    Les scientifiques ont estimé la trajectoire de Bennu autour du Soleil loin dans le futur. Leurs prédictions sont fondées sur des observations au sol et des calculs mathématiques qui tiennent compte du coup de coude gravitationnel de Bennu par le Soleil, la lune, planètes et autres astéroïdes, plus des facteurs non gravitationnels.

    Compte tenu de ces paramètres, les astronomes peuvent prédire les quatre prochaines dates exactes (en septembre 2054, 2060, 2080 et 2135) que Bennu se trouvera à moins de 5 millions de miles (7,5 millions de kilomètres ou 0,05 unités astronomiques) de la Terre. C'est suffisamment proche pour que la gravité de la Terre courbe légèrement la trajectoire orbitale de Bennu lors de son passage. Par conséquent, l'incertitude quant à l'endroit où se trouvera l'astéroïde chaque fois qu'il fera une boucle autour du Soleil augmentera, ce qui rend les prédictions sur l'orbite future de Bennu de plus en plus floues après 2060.

    En 2060, Bennu passera la Terre à environ deux fois la distance d'ici à la Lune. Mais il pourrait passer à n'importe quel point dans une fenêtre d'espace de 30 kilomètres. Une très petite différence de position dans cette fenêtre sera considérablement amplifiée dans les orbites futures et rendra de plus en plus difficile la prédiction de la trajectoire de Bennu.

    Par conséquent, quand cet astéroïde revient près de la Terre en 2080, selon les calculs de Chesley, la meilleure fenêtre que nous pouvons obtenir sur ses allées et venues est près de 9, 000 milles (14, 000 kilomètres) de large. En 2135, quand l'orbite décalée de Bennu devrait le rapprocher de la Lune, sa fenêtre de survol s'élargit, à près de 100, 000 milles (160, 000 kilomètres). Ce sera l'approche la plus proche de la Terre de Bennu au cours des cinq siècles pour lesquels nous avons des calculs fiables.

    "À l'heure actuelle, Bennu a la meilleure orbite de tous les astéroïdes de notre base de données, " dit Chesley. " Et pourtant, après cette rencontre en 2135, nous ne pouvons vraiment pas dire exactement où il va."

    Il y a un autre phénomène qui pousse l'orbite de Bennu et brouille les projections d'impacts futurs. C'est ce qu'on appelle l'effet Yarkovsky. N'ayant rien à voir avec la gravité, l'effet Yarkovsky fait osciller l'orbite de Bennu à cause de la chaleur du Soleil.

    "Il y a beaucoup de facteurs qui pourraient affecter la prévisibilité de la trajectoire de Bennu à l'avenir, mais la plupart d'entre eux sont relativement petits, " dit William Bottke, un expert en astéroïdes au Southwest Research Institute de Boulder, Colorado, et un scientifique participant à la mission OSIRIS-REx. "Celui qui est le plus important est Yarkvovsky."

    Ce coup de coude a été nommé d'après l'ingénieur civil polonais qui l'a décrit pour la première fois en 1901 :Ivan Osipovich Yarkovsky. Il a suggéré que la lumière du soleil réchauffe un côté d'un petit astéroïde noir et quelques heures plus tard, il rayonne cette chaleur alors que l'astéroïde fait pivoter son côté chaud dans l'obscurité froide. Cela pousse un peu le tas de pierres, soit vers le Soleil, soit loin de lui, selon le sens de sa rotation.

    Dans le cas de Bennu, les astronomes ont calculé que l'effet Yarkovsky a déplacé son orbite d'environ 0,18 mille (284 mètres) par an vers le Soleil depuis 1999. En fait, il a aidé à livrer Bennu à notre partie du système solaire, en premier lieu, de la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter sur des milliards d'années. Maintenant, Yarkovsky complique nos efforts pour faire des prédictions sur la trajectoire de Bennu par rapport à la Terre.

    Se retrouver face à face avec l'astéroïde aidera

    Le vaisseau spatial OSIRIS-REx utilisera sa suite d'instruments pour transmettre des signaux de poursuite radio et capturer des images optiques de Bennu qui aideront les scientifiques de la NASA à déterminer sa position précise dans le système solaire et sa trajectoire orbitale exacte. Combiné avec l'existant, observations au sol, les mesures spatiales aideront à clarifier comment l'orbite de Bennu change au fil du temps.

    En outre, les astronomes pourront tester pour la première fois leur compréhension de l'effet Yarkovksy sur un astéroïde réel. Ils demanderont au vaisseau spatial de suivre Bennu dans son orbite autour du Soleil pendant environ deux ans pour voir s'il se déplace le long d'une trajectoire attendue basée sur la gravité et les théories de Yarkovsky. Toute différence entre les prédictions et la réalité pourrait être utilisée pour affiner les modèles de l'effet Yarkovsky.

    Mais les mesures thermiques de Bennu seront encore plus importantes pour mieux comprendre Yarkovsky. Au cours de sa mission, OSIRIS-REx suivra la quantité de chaleur solaire émise par l'astéroïde, et d'où, en surface, cela vient - des données qui aideront à confirmer et à affiner les calculs de l'effet Yarkovsky sur les astéroïdes.

    Le vaisseau spatial abordera également certaines questions ouvertes sur la théorie de Yarkovsky. L'un d'eux, dit Chesley, est de savoir comment les rochers et les cratères à la surface d'un astéroïde modifient la façon dont les photons se dispersent lorsqu'il se refroidit, emportant l'élan du côté le plus chaud et poussant ainsi l'astéroïde dans la direction opposée ? OSIRIS-REx aidera les scientifiques à comprendre en cartographiant la roche de la surface de Bennu.

    « Nous savons que la rugosité de la surface va affecter l'effet Yarkovsky ; nous avons des modèles », a déclaré Chesley. "Mais les modèles sont spéculatifs. Personne n'a pu les tester."

    Après la mission OSIRIS-REx, Chesley a dit, Les projections de trajectoire de la NASA pour Bennu seront environ 60 fois meilleures qu'elles ne le sont actuellement.


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