Des chercheurs en défense planétaire du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) continuent de valider leur capacité à simuler avec précision comment ils pourraient dévier un astéroïde lié à la Terre dans une étude qui sera publiée dans le numéro d'avril de la revue American Geophysical Union. Sciences de la Terre et de l'Espace .

L'étude, dirigé par le physicien du LLNL Tané Remington, a également identifié des sensibilités dans les paramètres du code qui peuvent aider les chercheurs à concevoir un plan de modélisation pour la mission Double Asteroid Redirection Test (DART) en 2021, qui sera la toute première démonstration de déviation d'impact cinétique sur un astéroïde géocroiseur.

Les astéroïdes ont le potentiel d'avoir un impact sur la Terre et de causer des dommages à l'échelle locale et mondiale. L'humanité est capable de dévier ou de perturber un objet potentiellement dangereux. Cependant, en raison de la capacité limitée d'effectuer des expériences directement sur les astéroïdes, comprendre comment plusieurs variables peuvent affecter une tentative de déviation cinétique repose sur des simulations hydrodynamiques à grande échelle soigneusement vérifiées par rapport à des expériences pertinentes à l'échelle du laboratoire.

"Nous nous préparons à quelque chose qui a une très faible probabilité de se produire de notre vivant, mais une conséquence très élevée si cela devait se produire, " dit Remington. " Le temps sera l'ennemi si nous voyons quelque chose se diriger un jour vers nous. Nous pouvons avoir une fenêtre limitée pour le dévier, et nous voudrons être certains de savoir comment éviter le désastre. C'est le but de ce travail."

Cette étude a examiné l'exactitude des codes en comparant les résultats de la simulation aux données d'une expérience de laboratoire de 1991 menée à l'Université de Kyoto, où un projectile à hyper-vitesse a touché une cible de sphère de basalte.

Remington a utilisé un code adaptatif d'hydrodynamique des particules lissées nommé Spheral pour produire des résultats de simulation qui ressemblent étroitement aux résultats expérimentaux. Les simulations ont également aidé les chercheurs à identifier quels modèles et paramètres de matériaux sont les plus importants pour simuler avec précision des scénarios d'impact avec un astéroïde rocheux.

Ils ont découvert que la sélection du modèle de force et de ses paramètres avait un effet substantiel sur la taille prévue du cratère et la quantité d'impulsion transférée dans l'astéroïde cible. En plus du modèle de force, l'équipe a découvert que les résultats de simulation sont également sensibles aux modèles de déformation et aux paramètres des matériaux.

Ces résultats mettent en évidence le lien entre avoir des codes correctement validés et avoir la confiance nécessaire pour planifier efficacement une mission de déviation. Bien qu'aucun astéroïde ne représente une menace immédiate pour la Terre, Les chercheurs du LLNL collaborent avec la National Nuclear Security Administration et la NASA à l'élaboration d'un plan de modélisation pour la mission DART. Ces résultats aideront l'équipe à affiner son plan de modélisation pour DART.

Le vaisseau spatial DART sera lancé fin juillet 2021. La cible est un astéroïde proche de la Terre binaire (deux astéroïdes en orbite l'un autour de l'autre) nommé Didymos qui est intensément observé à l'aide de télescopes sur Terre pour mesurer avec précision ses propriétés avant l'impact. Le vaisseau spatial DART s'écrasera délibérément sur la plus petite lune de l'astéroïde binaire - surnommé Didymoon - en septembre 2022 à une vitesse d'environ 6,6 kilomètres/seconde. La collision modifiera la vitesse de la lune sur son orbite autour du corps principal d'une fraction de 1%, mais cela changera la période orbitale de la lune de plusieurs minutes, suffisamment pour être observé et mesuré à l'aide de télescopes sur Terre.

"Cette étude suggère que la mission DART donnera un transfert de quantité de mouvement plus petit que précédemment calculé, " a déclaré Mike Owen, physicien LLNL, co-auteur sur le papier et développeur du code Spheral. "S'il y avait un astéroïde lié à la Terre, sous-estimer le transfert d'élan pourrait faire la différence entre une mission de déviation réussie et un impact. Il est essentiel que nous obtenions la bonne réponse. Avoir des données du monde réel à comparer, c'est comme avoir la réponse à la fin du livre."