Tranches bidimensionnelles (prises à y =0 dans le plan x–z) montrant d'éventuelles morphologies d'astéroïdes après des impacts de type DART sur des corps sphériques initialement de 150 m avec une cohésion variable (Y0 =0–50 Pa) et des coefficients de frottement interne (f =0,4–1,0). Les impacts sur des cibles avec Y0 supérieur à ≈ 10 Pa créent des cratères bien définis, tandis que les impacts sur des cibles avec Y0 ≲ 10 Pa créent la déformation de la forme de l'astéroïde. La déformation totale montre la quantité de déformation subie par la cible. Pour un astéroïde sphérique de 150 m (ρ ≈ 1600 kg m −3 ), la pression de mort-terrain au centre du corps est d'environ 2 Pa. Le gradient de fond montre la transition vers le régime dominé par la gravité, où la pression de mort-terrain de la cible à la profondeur de cratère dépasse la cohésion. Les temps de formation, T, des structures stables après impact sont indiqués en haut de la figure. Source :The Planetary Science Journal (2022). DOI :10.3847/PSJ/ac67a7
La mission DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA est le premier test de défense planétaire à grande échelle au monde contre les impacts potentiels d'astéroïdes sur Terre. Des chercheurs de l'Université de Berne et du Pôle de recherche national (NCCR) PlanetS montrent maintenant qu'au lieu de laisser derrière lui un cratère relativement petit, l'impact du vaisseau spatial DART sur sa cible pourrait rendre l'astéroïde presque méconnaissable.
Il y a soixante-six millions d'années, un impact d'astéroïde géant sur la Terre a probablement provoqué l'extinction des dinosaures. Actuellement, aucun astéroïde connu ne représente une menace immédiate. Mais si un jour un gros astéroïde devait être découvert sur une trajectoire de collision avec la Terre, il faudrait peut-être le dévier de sa trajectoire pour éviter des conséquences catastrophiques.
En novembre dernier, la sonde spatiale DART de l'agence spatiale américaine NASA a été lancée comme première expérience grandeur nature d'une telle manœuvre :sa mission est d'entrer en collision avec un astéroïde et de le dévier de son orbite, afin de fournir des informations précieuses pour le développement d'un tel système de défense planétaire.
Dans une nouvelle étude publiée dans The Planetary Science Journal , des chercheurs de l'Université de Berne et du Pôle de recherche national (NCCR) PlanetS ont simulé cet impact avec une nouvelle méthode. Leurs résultats indiquent qu'il peut déformer sa cible beaucoup plus sévèrement qu'on ne le pensait auparavant.
Des gravats au lieu d'une roche solide
"Contrairement à ce que l'on pourrait imaginer en imaginant un astéroïde, des preuves directes de missions spatiales comme la sonde Hayabusa2 de l'agence spatiale japonaise (JAXA) démontrent que l'astéroïde peut avoir une structure interne très lâche - semblable à un tas de gravats - qui est maintenue ensemble par les interactions gravitationnelles et les petites forces cohésives", explique Sabina Raducan, auteure principale de l'étude, de l'Institut de physique et du Pôle de recherche national PlanetS de l'Université de Berne.
Pourtant, les simulations précédentes de l'impact de la mission DART supposaient principalement un intérieur beaucoup plus solide de son astéroïde cible Dimorphos. "Cela pourrait changer radicalement le résultat de la collision entre DART et Dimorphos, qui devrait avoir lieu en septembre prochain", souligne Raducan. Au lieu de laisser un cratère relativement petit sur l'astéroïde de 160 mètres de large, l'impact de DART à une vitesse de 24 000 km/h pourrait déformer complètement Dimorphos. L'astéroïde pourrait également être dévié beaucoup plus fortement et de plus grandes quantités de matière pourraient être éjectées de l'impact que les estimations précédentes ne l'avaient prédit.
"L'une des raisons pour lesquelles ce scénario d'une structure interne lâche n'a jusqu'à présent pas été étudiée en profondeur est que les méthodes nécessaires n'étaient pas disponibles", a déclaré Sabina Raducan, auteure principale de l'étude. Selon au chercheur.
"Grâce à notre nouvelle approche de modélisation, qui prend en compte la propagation des ondes de choc, le compactage et le flux de matière qui en résulte, nous avons pu pour la première fois modéliser l'ensemble du processus de cratérisation résultant d'impacts sur de petits astéroïdes comme Dimorphos, " Rapporte Raducan. Pour cette réalisation, elle a été récompensée par l'ESA et par la mairie de Nice lors d'un atelier sur la mission de suivi DART HERA.
Élargir l'horizon des attentes
En 2024, l'Agence spatiale européenne ESA enverra une sonde spatiale à Dimorphos dans le cadre de la mission spatiale HERA. L'objectif est d'étudier visuellement les conséquences de l'impact de la sonde DART. "Pour tirer le meilleur parti de la mission HERA, nous devons avoir une bonne compréhension des résultats potentiels de l'impact DART", déclare le co-auteur de l'étude Martin Jutzi de l'Institut de physique et du Centre national de compétence en recherche PlanetS.
"Notre travail sur les simulations d'impact ajoute un scénario potentiel important qui nous oblige à élargir nos attentes à cet égard. Ce n'est pas seulement pertinent dans le contexte de la défense planétaire, mais ajoute également une pièce importante au puzzle de notre compréhension des astéroïdes dans général », conclut Jutzi. Les incroyables aventures de la mission Hera
