L'idée d'éviter les impacts d'astéroïdes occupe une place importante dans l'esprit du public depuis des décennies, en particulier depuis la sortie de films tels que Deep Impact et Armageddon. Mais l'utilisation d'une explosion nucléaire est-elle le meilleur moyen de lutter contre les roches spatiales potentiellement dangereuses ? Décidément non. Si on vous laisse suffisamment de temps, il existe un moyen beaucoup plus efficace (et plus sûr) de traiter n'importe quel objet sur une trajectoire de collision avec la Terre :un tracteur à gravité. Maintenant, Le Dr Yohannes Ketema de l'Université du Minnesota a mis au point un schéma de vol qui rend ce mécanisme de défense des astéroïdes le plus simple de tous d'autant plus efficace.

Les tracteurs gravitaires existent depuis un certain temps. Ils utilisent la gravité d'un corps artificiel pour attirer un objet vers lui et modifier légèrement sa trajectoire. Sur de longues périodes, cela tirerait l'objet dangereux de la trajectoire actuelle vers une trajectoire plus sûre. Il a également l'avantage de ne nécessiter aucun impact direct ou explosion à la surface de l'astéroïde lui-même. Étant donné que de nombreux astéroïdes sont des « tas de gravats, " de tels impacteurs cinétiques directs ou explosions nucléaires feraient au mieux éclater certaines des plus grandes parties de l'objet, mais au pire, cela créerait de multiples objets à trajectoire chaotique qui pourraient impacter la Terre à des vitesses encore plus élevées.

Conçu pour éviter de tels résultats, les tracteurs à gravité sont disponibles dans l'une des quatre variétés. La version stationnaire place une sonde relativement lourde à côté d'un objet et l'entraîne lentement dans une trajectoire différente. Une version en orbite halo est une sonde qui fait lentement le tour de l'objet selon un motif conçu pour le pousser dans une direction spécifique. Ces deux premières techniques utiliseraient des fusées chimiques traditionnelles pour atteindre leurs cibles, mais une troisième version - un tracteur à gravité solaire équipé d'une voile - pourrait lentement se mettre en position pour permettre à la sonde d'écarter l'objet. Finalement, une constellation de sondes pourrait travailler ensemble pour pousser un objet dans un nouveau chemin.

Les travaux du Dr Ketema suggèrent d'utiliser une version modifiée des types d'orbite stationnaire et halo. La nouvelle orbite est appelée "mouvement képlérien restreint, " qui consiste à déplacer une sonde d'avant en arrière sur un côté spécifique d'un astéroïde pour essayer de le forcer autant que possible dans une direction particulière. Le Dr Ketema a initialement suggéré cette solution dans un article de 2017, et il a récemment publié de nouvelles recherches qui améliorent l'orbite en diminuant le poids requis dans la sonde.

Pour faire ça, il s'est tourné vers l'optimisation mathématique. Dans les problèmes d'optimisation, il y a des objectifs et des contraintes. Dans ce cas, il y avait un objectif (déplacer l'astéroïde hors d'une orbite dangereuse) et trois contraintes :1) Ne pas impacter directement l'astéroïde, 2) Ne frappez pas l'astéroïde avec des propulseurs, 3) Donnez suffisamment de temps au tracteur à gravité pour faire son travail. Les meilleures estimations pour cette troisième contrainte semblent être d'environ dix ans. Des horizons aussi longs montrent l'importance de la détection précoce dans les stratégies de défense des astéroïdes.

Ce facteur temps est également vital en raison du temps qu'il faudrait à un tracteur à gravité pour atteindre un astéroïde. Le poids de la sonde étant un facteur essentiel de l'efficacité de l'outil, plus il brûle de carburant (c'est-à-dire si la sonde devait arriver en place rapidement), moins il sera efficace pour faire dévier l'astéroïde de sa trajectoire.

Pour tester sa technique d'optimisation, Le Dr Ketema a simulé son nouveau style de tracteur à gravité sur un astéroïde existant, le VK184 de 2007. Alors qu'il passera bientôt près de la Terre, cet astéroïde ne le frappera pas. Mais en plaçant un tracteur à gravité à côté de lui une dizaine d'années, les calculs montrent qu'il pourrait être déplacé sur une orbite encore plus sûre.

Même avec cette simulation réelle, il y a encore quelques problèmes à régler. D'abord, les tracteurs à gravité ne fonctionnent pas bien sur des objets plus gros car leur efficacité dépend entièrement de la façon dont leur taille se compare à l'objet qu'ils essaient de déplacer. Heureusement, la plupart des plus gros astéroïdes sur des orbites dangereuses sont déjà suivis de près et ne semblent pas se diriger vers la Terre de si tôt. Un problème plus spécifique à la modélisation effectuée dans l'article est que les astéroïdes n'ont pas de champ gravitationnel sphérique, ce qui rend plus difficile le calcul de la meilleure orbite sur laquelle les dévier pour fournir un parcours plus sûr.

Tout astéroïde qui présenterait potentiellement un tel danger serait très soigneusement étudié, bien que. Et n'importe quelle sonde pourrait probablement avoir un gravitomètre pour étudier le champ gravitationnel de l'objet en temps réel et lui permettre d'ajuster son orbite en conséquence. Mais tout avantage que les humains obtiendraient après ce danger potentiellement extraordinairement dévastateur vaut bien le temps passé à le développer.