Sur la photo, un concept artistique du vaisseau spatial Double Asteroid Redirection Test (DART) de la NASA. DART pourrait être la première mission de la NASA à démontrer une technique de déviation d'astéroïdes pour la défense planétaire. NASA/JHUAPL Dans les années 1990, les scientifiques planétaires ont commencé à prendre conscience que notre planète pourrait devenir une cible de choix dans le stand de tir cosmique. Il y avait une prise de conscience croissante que, sur des échelles de temps géologiques, La Terre est assez fréquemment touchée par de gros astéroïdes et comètes; cependant, contrairement aux cratères évidents de la lune, L'atmosphère terrestre est très efficace pour éroder les preuves d'impacts massifs.
Les scientifiques avaient précédemment identifié le tristement célèbre cratère de Chicxulub enfoui sous la péninsule du Yucatán au Mexique et l'avaient lié à la limite Crétacé-Tertiaire (KT) – une couche rocheuse qui a été créée à l'époque d'un événement d'extinction de masse qui a anéanti les dinosaures 66 millions d'années depuis. À la fois, les astronomes découvraient de plus en plus de gros morceaux de roche spatiale zoomant autour de notre soleil. Il a commencé à devenir clair qu'il ne s'agissait pas de si nous allons encore être touchés par un rocher spatial en maraude mais plutôt lorsque .
Inspiré par la prise de conscience que les astéroïdes pourraient constituer une menace, Andy Cheng a commencé à réfléchir au pire des cas :si nous découvrions un astéroïde entrant, que pourrions-nous faire pour l'empêcher de frapper la Terre ?
"Pendant les 20 premières années de travail sur ce problème, nous devions être très prudents. Les réactions des gens en entendant cela étaient « êtes-vous sérieux ? » Nous avons dû surmonter le soi-disant facteur de rire, mais nous avons dépassé cela maintenant, " dit Cheng, qui travaille au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) à Laurel, Maryland.
Cheng a conçu un concept qui utilise un impacteur cinétique pour faire dévier physiquement un astéroïde. Les impacteurs cinétiques sont essentiellement des engins spatiaux rapides qui utilisent leur énergie cinétique pour percuter un astéroïde afin de modifier légèrement la vitesse et/ou la direction de la roche spatiale. Aucune ogive nucléaire de style hollywoodien n'est requise. Jusque là, ils n'ont été testés que dans des simulations informatiques, quelque chose que Cheng espère changer très bientôt. Maintenant, il co-dirige une mission de la NASA qui testera enfin ses premiers travaux dans le cadre de la mission d'évaluation de l'impact et de la déflexion des astéroïdes (AIDA).
Le concept AIDA se compose de deux engins spatiaux :le test de redirection d'astéroïdes double (DART) et la mission d'impact d'astéroïdes (AIM). La NASA développera DART, et l'Agence spatiale européenne (ESA) développera l'AIM. En juin, La NASA a approuvé DART pour entrer dans la phase de conception.
Les scientifiques prévoient de tester cette technique de déviation sur un seul astéroïde à l'aide de deux missions spatiales :l'une est l'impacteur tandis que l'autre se rendra sur la cible pour mesurer le changement d'orbite (de l'astéroïde impacté), Cheng raconte à HowStuffWorks.
Bien que DART ne soit pas encore entièrement financé, Cheng et ses collègues ont déjà identifié une cible très spéciale. Un astéroïde binaire appelé Didymos effectuera un survol très rapproché de la Terre en 2022, à moins de 6,8 millions de miles (11 millions de kilomètres) de notre planète, les chercheurs espèrent donc que les deux vaisseaux spatiaux AIDA seront lancés à temps pour atteindre cet objectif d'opportunité.
Didymos se compose de deux astéroïdes dans une danse orbitale étroite. Le plus gros composant, Didymos A, mesure environ un demi-mile (780 mètres) de large, et le plus petit astéroïde, Didymos B, mesure environ 530 pieds (160 mètres) de large. Comme Didymos B est si petit, on l'appelle souvent " Didymoon, " et ce sera la cible de DART.
"Cet astéroïde binaire Didymos s'approche très près de la Terre. Nous savions en 2010 que l'approche 2022 de Didymos vers la Terre était vraiment spéciale... C'est un système qui a déjà été bien observé et connu pour être un astéroïde binaire, " il ajoute.
Naturellement, il y a des problèmes de sécurité à frapper un astéroïde pour voir comment son orbite est modifiée. Supposons que l'équipe de la mission calcule mal et modifie la trajectoire de l'astéroïde. Deviendrait-elle une menace pour la Terre à l'avenir ? Heureusement, parce que Didymos est un astéroïde binaire, même si DART affecte significativement l'orbite de Didymoon autour de Didymon A, il ne constituera pas une menace pour la Terre. Didymoon est tout simplement trop petit pour changer de manière significative l'orbite de l'ensemble du système binaire.
"Nous ne modifions pas l'orbite [de l'astéroïde binaire] autour du soleil à un degré mesurable, " dit Cheng.
Les astronomes ont également une bonne idée de la composition chimique de cet astéroïde bien étudié. La grande inconnue est de savoir comment le matériau de Didymoon est emballé – un facteur qui influencera grandement sa réaction à être touché par un vaisseau spatial à grande vitesse. S'agit-il de roche solide ou d'un amas de matériau lâche connu sous le nom de « tas de gravats » ?
Cette image de l'astéroïde Eros montre sa topographie gravitationnelle. Selon la Nasa, les zones rouges sont "en montée" et les zones bleues sont "en descente". Une balle lâchée sur l'un des points rouges essaierait de traverser la zone verte la plus proche jusqu'à la zone bleue la plus proche. NASA/JPL/JHUAPL "L'impact peut réagir très différemment selon la composition de l'astéroïde, " poursuit Cheng. " Ce n'est pas spécifiquement la composition chimique, parce que pour de nombreux astéroïdes, nous pensons avoir une idée de base de leur composition chimique - basée sur leurs spectres et le fait que nous avons eu deux missions."
La NASA a lancé sa mission NEAR en 1996, passer un an en orbite autour de l'astéroïde géocroiseur Eros. Et la mission japonaise Hayabusa a physiquement renvoyé un échantillon de matériau d'astéroïde de la surface de l'astéroïde Itokawa en 2010. À partir de ces missions et des analyses spectroscopiques de l'astéroïde, les astronomes sont convaincus que Didymos est un astéroïde siliceux (ou "de type S"). Les astéroïdes de type S sont des roches spatiales pierreuses et les deuxièmes astéroïdes les plus courants (après les ou "type C, " astéroïdes) connus pour exister dans notre système solaire, peupler la ceinture intérieure d'astéroïdes entre les orbites de Mars et de Jupiter. Mais pour obtenir la "vérité sur le terrain" sur l'efficacité d'un impacteur cinétique frappant la surface d'un astéroïde pour modifier physiquement son orbite, nous devons lancer une mission comme DART.
"Ce qui n'est PAS connu dans ce type d'astéroïde, c'est comment le matériau est emballé. Alors, des choses comme la force et la porosité, facteurs qui font une énorme différence en réponse à un impact, " Cheng ajoute, mais il est convaincu que l'impacteur ne le frappera pas si fort que l'astéroïde se brisera.
"Nous travaillons très dur sur la façon de calculer les réponses d'impact par simulation informatique ... mais l'incertitude vient parce que lorsque nous avons un impact hypervitesse sur un corps, il crée un cratère; il crache des éjectas de cratère dans la direction d'où vous êtes venu, mais ce faisant, ces éjectas emportent beaucoup d'élan et il y a une réaction, ce qui peut changer la quantité de déviation sur le corps - c'est le problème et c'est une grande question."
Cheng souligne que la quantité d'impulsion retirée de l'astéroïde peut être plusieurs fois supérieure à la quantité d'impulsion qu'un impacteur cinétique apportera à l'astéroïde - et tout dépend de la quantité de matière (éjecta d'impact) propulsée dans l'espace en ce moment d'impact. Et comme DART frappera Didymoon à une vitesse d'environ 3,7 miles (6 kilomètres) par seconde (c'est neuf fois la vitesse d'une balle !) et confère une énergie de collision de "quelques tonnes d'équivalent TNT, " La seule façon de comprendre comment cela affecte le mouvement d'un astéroïde dans l'espace est de le tester.
Mais il y a des défis avant que DART puisse faire sa date de collision 2022. La composante ESA de la mission AIDA n'a pas encore dépassé la phase de conception et, en décembre, des fonds ont été redirigés vers la mission ExoMars de l'agence spatiale. C'est l'une des raisons pour lesquelles Didymos a été choisi comme cible :la mission DART peut toujours se dérouler sans son compagnon de vaisseau spatial AIM. Alors que l'astéroïde binaire se rapproche de la Terre, les observatoires au sol peuvent observer les effets de l'impacteur cinétique sur Didymoon en chronométrant son orbite. Bien sûr, il est plus idéal d'avoir un autre vaisseau spatial observant l'impact de près et d'effectuer des recherches scientifiques sur les éjectas d'impact, mais ce ne serait pas la fin de la mission si, dire, l'ESA ne lance finalement pas AIM.
"Le découplage des missions est le secret (de la réussite de la mission), " fait remarquer Cheng.
Il y a soixante-six millions d'années, les dinosaures n'avaient pas de programme spatial capable de détecter et de dévier une menace d'astéroïde ou de comète entrante. Si quelque chose d'aussi gros que l'objet qui a créé Chicxulub devait frapper notre planète maintenant, les retombées pourraient constituer une menace existentielle pour l'humanité et détruiraient sans aucun doute la civilisation telle que nous la connaissons. Tester les stratégies d'atténuation des impacts, comme la mission DART se propose de le faire, pourrait profiter à l'humanité dans son ensemble.
Maintenant c'est intéressantLes scientifiques pensent que l'objet qui a créé le cratère de Chicxulub et qui a probablement causé l'extinction de masse il y a 66 millions d'années était un astéroïde de 10 à 15 kilomètres de large. Pendant ce temps, la NASA a calculé qu'un astéroïde mesurant seulement environ un demi-mile (1 kilomètre) de large est tout ce qui est nécessaire pour provoquer une catastrophe mondiale.
