Surveiller le ciel pour les gros astéroïdes qui pourraient présenter un danger pour la Terre est une entreprise mondiale. Ainsi, pour tester leur état de préparation opérationnelle, la communauté internationale de défense planétaire utilisera parfois l'approche rapprochée d'un véritable astéroïde comme une simulation de rencontre avec un "nouvel" astéroïde potentiellement dangereux. Les leçons apprises pourraient limiter, voire empêcher, la dévastation mondiale si le scénario devait se concrétiser à l'avenir.

À cette fin, plus de 100 astronomes du monde entier ont participé à un exercice l'année dernière au cours duquel un gros astéroïde connu et potentiellement dangereux a été essentiellement retiré de la base de données de surveillance de la défense planétaire pour voir s'il pouvait être correctement détecté à nouveau. Non seulement l'objet a été "découvert" au cours de l'exercice, mais ses chances de toucher la Terre ont été continuellement réévaluées au fur et à mesure qu'il était suivi, et la possibilité d'un impact a été exclue.

Coordonné par le Réseau international d'alerte aux astéroïdes (IAWN) et le Bureau de coordination de la défense planétaire (PDCO) de la NASA, l'exercice a confirmé que, de la détection initiale à la caractérisation de suivi, la communauté internationale de la défense planétaire peut agir rapidement pour identifier et évaluer le danger posé par un nouvelle découverte d'astéroïdes géocroiseurs. Les résultats de l'exercice sont détaillés dans une étude publiée dans The Planetary Science Journal le mardi 31 mai.

L'exercice s'est concentré sur le véritable astéroïde Apophis. Peu de temps après sa découverte en 2004, Apophis a été évalué comme ayant une chance significative d'avoir un impact sur la Terre en 2029 ou plus tard. Mais sur la base des mesures de suivi prises lors de plusieurs approches rapprochées depuis la découverte de l'astéroïde, les astronomes ont affiné l'orbite d'Apophis et savent maintenant qu'il ne présente aucun risque d'impact pendant 100 ans ou plus. Les observations scientifiques de la dernière approche rapprochée d'Apophis, qui s'est produite entre décembre 2020 et mars 2021, ont été utilisées par la communauté de la défense planétaire pour cet exercice.

"Cette contribution scientifique du monde réel a testé sous contrainte l'ensemble de la chaîne de réponse de défense planétaire, de la détection initiale à la détermination de l'orbite, en passant par la mesure des caractéristiques physiques de l'astéroïde et même la détermination si et où il pourrait frapper la Terre", a déclaré Vishnu Reddy, professeur agrégé à l'Université. du laboratoire lunaire et planétaire de l'Arizona à Tucson, qui a dirigé la campagne.

Suivi d'une "nouvelle" cible

Les astronomes savaient qu'Apophis s'approcherait de la Terre début décembre 2020. Mais pour rendre l'exercice plus réaliste, le Minor Planet Center (MPC) - le centre d'échange internationalement reconnu pour les mesures de position des petits corps célestes - a prétendu qu'il s'agissait d'un astéroïde inconnu en empêchant le nouvelles observations d'Apophis d'être liées à des observations antérieures de celui-ci. Lorsque l'astéroïde s'est approché, les relevés astronomiques n'avaient aucune trace préalable d'Apophis.

Le 4 décembre 2020, alors que l'astéroïde commençait à s'éclaircir, le Catalina Sky Survey, financé par la NASA en Arizona, a effectué la première détection et signalé l'astrométrie de l'objet (sa position dans le ciel) au Minor Planet Center. Parce qu'il n'y avait aucun enregistrement antérieur d'Apophis dans le cadre de cet exercice, l'astéroïde a été enregistré comme une toute nouvelle détection. D'autres détections ont suivi du système de dernière alerte d'impact terrestre d'astéroïdes (ATLAS) basé à Hawaï et financé par la NASA et du télescope panoramique et du système de réponse rapide (Pan-STARRS).

Alors qu'Apophis dérivait dans le champ de vision de la mission NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA, le MPC a lié ses observations à celles faites par des télescopes au sol pour montrer le mouvement de l'astéroïde dans le ciel. Le 23 décembre, le MPC a annoncé la découverte d'un « nouvel » astéroïde proche de la Terre. Les participants à l'exercice ont rapidement recueilli des mesures supplémentaires pour évaluer son orbite et déterminer s'il pourrait avoir un impact sur la Terre.

"Même si nous savions qu'en réalité, Apophis n'avait pas d'impact sur la Terre en 2029, à partir de la case départ - avec seulement quelques jours de données astrométriques provenant de télescopes de sondage - il y avait de grandes incertitudes sur l'orbite de l'objet qui permettaient théoriquement un impact cette année-là, " a déclaré Davide Farnocchia, ingénieur en navigation au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, qui a dirigé les calculs de détermination orbitale pour le Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) du JPL.

Lors de l'approche rapprochée de l'astéroïde en mars 2021, les astronomes du JPL ont utilisé le radar du système solaire Goldstone de 230 pieds (70 mètres) de la NASA en Californie pour imager et mesurer avec précision la vitesse et la distance de l'astéroïde. These observations, combined with measurements from other observatories, enabled astronomers to refine Apophis's orbit and rule out a 2029 impact for the purpose of the exercise. (Beyond the exercise, they also were able to rule out any chance of impact for 100 years or more.)

NEOWISE homes In

Orbiting far above Earth's atmosphere, NEOWISE provided infrared observations of Apophis that would be not have been possible from the ground because moisture in the Earth's atmosphere absorbs light at these wavelengths.

"The independent infrared data collected from space greatly benefited the results from this exercise," said Akash Satpathy, an undergraduate student who led a second paper with NEOWISE Principal Investigator Amy Mainzer at the University of Arizona, describing the results with inclusion of their data in the exercise. "NEOWISE was able to confirm Apophis's rediscovery while also rapidly gathering valuable information that could be used in planetary defense assessments, such as its size, shape, and even clues as to its composition and surface properties."

By better understanding the asteroid's size, participating scientists at NASA's Ames Research Center in Silicon Valley, California, could also estimate the impact energy that an asteroid like Apophis would deliver. And the participants simulated a swath of realistic impact locations on Earth's surface that in a real situation would help disaster agencies with possible evacuation efforts.

"Seeing the planetary defense community come together during the latest close approach of Apophis was impressive," said Michael Kelley, a program scientist with PDCO, within NASA's Planetary Science Division at NASA Headquarters in Washington, who provided guidance to the exercise participants. "Even during a pandemic, when many of the exercise participants were forced to work remotely, we were able to detect, track, and learn more about a potential hazard with great efficiency. The exercise was a resounding success."

Additional key planetary defense exercise working group leads included Jessie Dotson at NASA Ames, Nicholas Erasmus at the South African Astronomical Observatory, David Polishook at the Weizmann Institute in Israel, Joseph Masiero at Caltech-IPAC in Pasadena, and Lance Benner at JPL, a division of Caltech.

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Massive asteroid subject of new findings