Vue d'artiste de la sonde Hera à proximité de l'astéroïde binaire Didymos et de sa petite lune (Didymoon). © ESA, Science Office

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21.443 astéroïdes menacent la Terre !

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Les 26 et 27 novembre prochains, les ministres responsables des affaires spatiales des 22 États membres de l'Agence spatiale européenne se réuniront à Séville, en Espagne. Ensemble, ils décideront du niveau de ressources et de la répartition du budget dédiés aux activités et programmes spatiaux de l'ESA pour les années à venir. En attente d'un feu vert, citons la mission Hera de défense planétaire dont l'objectif est de participer à un test de déviation avec la Nasa dans le cadre de la mission Dart.

Hera est un petit satellite qui doit mesurer le « résultat de l'impact de la mission Dart de la NASA avec une grande précision afin de produire les connaissances les plus précises possibles dès la première démonstration d'une technologie de déflexion d'astéroïdes », explique Patrick Michel, directeur de recherche au CNRS à l'Observatoire de la Côte d'Azur, lequel a la responsabilité scientifique de la mission.

La décision de lancer la construction de ce petit satellite sera prise lors de la session du Conseil au niveau ministériel de l'ESA qui se réunira les 26 et 27 novembre prochains à Séville, en Espagne. En attendant cette date, plus de 1.000 experts et scientifiques -- dont les responsables des missions Osiris-Rex et Hayabusa2 -- ont signé une lettre de soutien à la mission Hera, car les implications de cette dernière vont bien au-delà de ce test de déviation. En effet, Hera, qui fournira une expérience d'impact documentée à l'échelle d'un astéroïde, s'inscrit dans un contexte plus large de stratégies de défense pour protéger la Terre des impacts d'objets proches de la Terre (NEO).

Pour comprendre l'intérêt d'Hera et la nécessaire réussite de la mission Dart, il faut savoir que des objets géocroiseurs, d'un diamètre égal ou supérieur à 100 m, peuvent un jour « frapper la surface de la Terre ou exploser en boule de feu à basse altitude, causant dans les deux cas des dommages importants sur des régions de plusieurs milliers de kilomètres carrés ou plus », expliquent les scientifiques qui supportent la mission Hera. Contrairement aux autres catastrophes naturelles, l'impact d'un astéroïde sur la Terre est « non seulement celui que nous savons prédire, mais nous pouvons également le prévenir par des moyens qu'il suffit de tester », tiennent-ils à préciser. Et de conclure : « Nous sommes aujourd'hui la première génération d'êtres humains à disposer de la technologie nécessaire pour tenter de modifier la trajectoire d'un astéroïde. » À cet égard, il est crucial de déterminer si un « impacteur cinétique est capable de dévier un astéroïde, comme le prédisent nos modèles de simulation, avant que la Terre ne soit menacée, » précise Ian Carnelli, responsable de la mission Hera. C'est ce que Hera aidera à évaluer, conjointement avec la mission Dart de la Nasa. D'où son intérêt.

Le timeline de la mission Hera. © ESA

À cela, s'ajoute que la défense planétaire doit se faire dans un cadre international : la Nasa a confirmé Dart, de sorte qu'il faut que Hera parte, d'autant plus que c'est l'ESA et l'Europe qui ont été les initiatrices du projet, en commençant par l'étude de Don Quijotte il y a 15 ans. Les Américains ont rejoint le projet bien plus tard, en 2011. « On ne peut pas avoir initié tout cela, avoir travaillé 15 ans avec les industriels, les experts des petits corps et les étudiants pour, finalement, être seulement témoins des actions américaines », tient à préciser Patrick Michel.

Hera, indissociable de Dart

Surtout, les résultats de Dart ne permettront pas de valider complètement la technique de déviation par impact, car « il manquera des mesures que seule Hera peut faire ». « L'Europe a acquis toute l'expertise nécessaire et est fin prête », rappelle Ian Carnelli. De plus, « Hera fait partie de ce type de missions qui sont sources d'inspiration pour les jeunes, car ce sont de véritables aventures ! », dit Patrick Michel.

Il faut également préciser qu'Hera n'est pas seulement une mission centrée sur la défense planétaire. Le retour scientifique sera énorme car ce sera le « premier rendez-vous avec un binaire, le plus petit astéroïde jamais visité (la lune de Didymos a un diamètre de 165 m), la première mesure de structure interne avec technique radar dont la France a l'expertise et la première mesure précise du résultat d'un impact dans une gamme de vitesses d'impact correspondant à celle entre astéroïde », nous explique Patrick Michel.

Les résultats d'Hera compléteront également ceux de la mission Hayabusa2 et notamment les résultats de l'expérience d’impact d’Hayabusa2 qui ont surpris les scientifiques. En effet, avec une énergie bien plus faible que celle de Dart, la taille du cratère créée par la sonde « n'était pas celle qu'on attendait, et il est donc important d'augmenter notre compréhension du phénomène sur un corps de 165 m de diamètre et à un niveau plus élevé d'énergie, pour plein de raisons ». Les « scientifique ne sont pas capables de prédire la taille des cratères artificiels ni la dynamique des éjectas » ajoute Ian Carnelli, les conditions sine qua non pour acquérir les outils et techniques de déviation nécessaires pour nous protéger d'un astéroïde filant droit sur nous.

  • La Nasa et l'ESA souhaitent savoir si l'impact cinétique est une bonne technique pour dévier la trajectoire d'un astéroïde fonçant sur la Terre.
  • L'astéroïde binaire Didymos a été choisi pour cette expérience inédite.
  • La mission Dart de la Nasa percutera la lune Didymoon tandis que la sonde de l'ESA, Hera, mesurera les effets et les différents paramètres de cet impact. 
Pour en savoir plus

Astéroïdes : la mission Hera pour défendre la Terre

Article de Rémy Decourt publié le 09/07/2018

Pour protéger la Terre d'une collision annoncée avec un astéroïde, peut-être faudra-t-il dévier celui-ci. Pour tester cette idée, la Nasa a prévu de lancer la mission Dart à destination de l'astéroïde binaire Didymos. Quelques années plus tard, l'Agence spatiale européenne (ESA) enverra la mission Hera, notamment pour mesurer les effets de l'impact.

Face au risque, très faible mais statistiquement pas nul, qu'un astéroïde de taille importante frappe la Terre, les agences spatiales étudient les moyens possibles pour protéger la Planète. La déviation de l'objet serait la solution la plus pragmatique. Pour tester cette idée, la Nasa a prévu de lancer la mission d'impact et de déviation Dart à destination de l'astéroïde binaire Didymos. Ce dernier est composé de deux objets : Didymos, le corps principal de 780 m de diamètre, et une lune de 160 m, provisoirement baptisée Didymoon, qui tourne autour de Didymos. La mission Dart percutera la lune Didymoon.

Dart est une étape importante pour démontrer qu'il est possible de protéger la Terre d'un astéroïde grâce à la technique de l'impact cinétique, c'est-à-dire en faisant dévier de sa trajectoire l'objet percuté. La maîtrise de cette technologie est l'une des deux armes envisagées par la Nasa pour défendre notre Planète contre un objet dangereux de grande taille (l'autre solution est l'explosion nucléaire à proximité).

Initialement, l'Agence spatiale européenne (ESA) devait participer à la mission Dart en fournissant le satellite AIM de surveillance de l'impact ainsi qu'en réalisant l'observation du cratère formé et celle de ses éjecta. Mais, faute de budget, cette mission a été annulée en décembre 2016. Pour s'affranchir de cette contrainte, l'équipe du projet AIM vient de présenter Hera. Cette nouvelle proposition de mission est moins ambitieuse, avec des objectifs limités à l'observation des conséquences de l'impact et du calcul des changements de l'orbite de Didymoon. Alors que le satellite AIM devait suivre en direct l'impact, Hera arrivera sur le site deux ans après l'impact de Dart.

La caractérisation de l'impact de Dart et la mesure de l'orbite de Didymoon sont les principaux objectifs de la sonde Hera, de l'Agence spatiale européenne (ESA). © ESA, Science Office

Déterminer les capacités de l'impact cinétique

Hera sera proposée aux États membres de l'ESA lors de la prochaine conférence ministérielle prévue en 2019 ; ceux-ci devraient l'approuver. Même si elle ne suivra pas l'impact de Dart contre Didymoon, Hera a son importance pour mesurer le succès de l'opération. L'impact entraînera un changement dans la durée de l'orbite de Didymoon autour du corps principal. Sans Hera, les scientifiques seraient contraints de réaliser les mesures nécessaires à cette caractérisation de l'impact depuis la Terre, qui, à ce moment-là, sera située à plus de 11 millions de kilomètres. Or, une mesure très précise est requise pour les modèles d'impact cinétique : en raison des distances en jeu, un changement d'orbite de quelques millimètres peut faire la différence entre une planète percutée ou seulement survolée à bonne distance par un astéroïde.

Hera, qui sera située à quelques dizaines de kilomètres de l'astéroïde, réalisera des mesures de Didymoon bien plus précises et fines que les observatoires terrestres. Cette mission permettra également de caractériser le cratère formé par l'impact de Dart avec une résolution de seulement 10 centimètres, donnant un aperçu des caractéristiques de surface et de la composition interne de l'astéroïde.

Hera sera la première mission à destination d'un astéroïde binaire. Bien que ces objets binaires représentent 15 % de tous les astéroïdes connus, ils n'ont jamais été explorés auparavant. Quant à Didymoon, ce sera l'astéroïde le plus petit jamais étudié par une sonde. La sonde de l'ESA transportera également deux CubeSats pour recueillir des données scientifiques supplémentaires et tester des liaisons satellites entre eux.

Dart sera lancée en décembre 2020 et devrait entrer en collision avec Didymoon en octobre 2022. Quatre ans plus tard (en 2026), Hera atteindra Didymos et Didymoon ; ce dernier sera alors devenu le premier objet du Système solaire à avoir eu son orbite modifiée par la main de l'Homme !

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