Une vue d'artiste de la mission AIM de l'ESA. © ESA

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Détruire un astéroïde avec une bombe nucléaire est plus difficile que prévu

ActualitéClassé sous :collision , protection planétaire , surveillance de la Terre

Peut-on se protéger de l'impact d'un gros astéroïde en le faisant exploser avec des armes nucléaires ou en le déviant au moyen de l'impact d'un corps assez massif ? Pour répondre à cette question, il faut au moins estimer le comportement des astéroïdes, à savoir leur capacité à se fragmenter ou non. C'est ce que font des chercheurs avec des ordinateurs.

De Meteor avec Sean Connery à Armageddon avec Bruce Willis, il est d'usage de faire exploser avec des armes nucléaires les astéroïdes de taille au moins kilométrique sur le point de détruire la civilisation en tombant sur Terre. En fait, l'idée est très risquée car faire exploser un astéroïde en approche pourrait ne faire que multiplier les impacteurs de grande taille et certains le resteront suffisamment pour atteindre le sol, contrairement à ce qui s'est passé dans le cas du bolide de Tcheliabinsk.

La bonne solution, comme l'expliquait Jean-Pierre Luminet dans une interview qu'il avait donnée à Futura, est de repérer suffisamment tôt un géocroiseur menaçant et de dévier sa trajectoire avec un tracteur gravitationnel. Toutefois, cela n'a pas empêché certains d'étudier ce qui pourrait se produire si l'on décidait d'employer des têtes thermonucléaires pour passer de la science-fiction à la réalité ou simplement d'envoyer un projectile non destructeur, dont l'impact changerait la trajectoire de l'astéroïde dangereux. La dernière étude en date sur ce sujet se trouve dans un article du journal Icarus. Elle a été menée par Charles El Mir et K.T. Ramesh, de l'université Johns-Hopkins, conjointement avec Derek Richardson, professeur d'astronomie à l'université du Maryland.

Les trois hommes ont mené des simulations plus réalistes de ce qui se passerait pour un astéroïde soumis à une explosion nucléaire ou plus exactement dans le cas présent, qui subirait l'impact d'un autre astéroïde de taille similaire. Au début des années 2000, des calculs sur ordinateur, avec une rencontre entre un astéroïde de un kilomètre et un autre de 25 kilomètres à une vitesse relative de 5 km/s, avaient conduit à la conclusion que les deux objets seraient bien pulvérisés.

Une vue d'artiste d'une collision entre astéroïdes. © Don Davis/Southwest Research Institute

Un noyau fragmenté entouré d'un tas de gravats

Dans les nouvelles simulations conduites par les chercheurs états-uniens, l'échelle des processus de fragmentation lors d'une telle collision a été affinée. Ainsi, on peut mieux prendre en compte le comportement des matériaux constituant deux astéroïdes et en particulier la vitesse de propagation des fractures.

Il s'est avéré que les astéroïdes étaient plus résistants que prévu et qu'il devait subsister un important noyau rocheux, bien que fracturé. Le reste des matériaux, brisés et éjectés par l'impact, subissait alors l'effet du champ de gravitation de ce noyau et s'accrétait donc de nouveau aux astéroïdes.

Ce résultat n'est en fait pas surprenant. Il a été possible de calculer la densité de certains astéroïdes et plusieurs semblent poreux, ce qui indique qu'ils sont des assemblages au moins partiels de fragments avec des vides entre eux. Cela a permis de classer ces corps célestes en plusieurs familles.

Il y a ainsi les astéroïdes fracturés tels Ida, Éros et Pulcova dont la porosité est de l'ordre de 15 à 25 % et les « rubble-piles » (tas de gravats, en français) dont la porosité atteindrait des valeurs de 30 à 45 %, comme c'est le cas de Phobos, Mathilde et Eugenia.

Cela concorderait bien avec l'idée que lors des collisions subies entre astéroïdes, plusieurs ne sont pas détruits mais adoptent effectivement une double structure, à savoir une enveloppe de débris autour d'un noyau certes fissuré mais encore solide. On devrait en apprendre plus à ce sujet avec les missions AIM et Dart.

Asteroid Impact Mission (AIM) est l’une des missions candidates de l’ESA en cours de conception préliminaire. AIM serait lancée en octobre 2020 en vue d’un rendez-vous avec le système d'astéroïdes binaires Didymos, qui, à 11 millions de kilomètres de la Terre, en sera relativement proche en mai 2022. Une lune de 170 mètres de diamètre, surnommée « Didymoon », est en orbite autour du corps principal de 800 mètres de diamètre. Si elle est approuvée, AIM serait également la contribution de l'Europe à la mission Asteroid Impact & Deflection Assessment (Aida). À la fin de 2022, la contribution de la Nasa, appelée Dart (Double Asteroid Redirection Test) arrivera à l'astéroïde double avant de s’écraser au centre de Didymoon avec une vélocité d’environ de 6 km/s. AIM observerait de près l’impact de Dart contre Didymoon. Ses constatations, en conjonction avec les observations depuis la Terre permettraient d’évaluer la taille et la profondeur du cratère laissé par l’impact, et de vérifier les prédictions des modèles théoriques. © European Space Agency, ESA

  • On connaît de nombreux géocroiseurs mais aucun n'est encore véritablement menaçant, ce qui ne dispense pas d'étudier des solutions pour dévier ou détruire ceux qui le seraient.
  • Dans tous les cas, il faut comprendre quels seraient le comportement et la résistance à la fragmentation des astéroïdes sous l'effet d'une explosion nucléaire ou de l'impact d'un corps massif.
  • Les dernières simulations sur ordinateur laissent penser que les astéroïdes sont plus résistants que prévu.
  • Souvent, lors d'une collision, il subsisterait un noyau solide mais fracturé entouré de débris avec des cavités, accrétés par la gravité du noyau, ce qui expliquerait la porosité de nombreux astéroïdes.
Pour en savoir plus

Détruire un astéroïde avec une bombe nucléaire serait possible

Article de Rémy Decourt publié le 08/08/2016

Des scientifiques russes ont planché sur la méthode la plus radicale pour dévier un astéroïde menaçant la Terre : l'explosion d'une bombe nucléaire qui en provoquerait la fragmentation et dévierait suffisamment l'ensemble. Après une simulation d'une telle opération s'appuyant sur un géocroiseur bien réel, Apophis, les chercheurs l'estiment efficace.

Parmi les scénarios envisagés pour protéger la Terre contre le risque de collision avec un astéroïde, celui de l'explosion d'une charge nucléaire à proximité de l'objet fait son chemin. Aujourd'hui, une telle expérience est interdite mais on peut raisonnablement penser que l'imminence d'une collision aux conséquences catastrophiques à l'échelle de l'humanité entière conduirait à lever cette interdiction.

C'est pourquoi, aux États-Unis comme en Russie, et certainement dans d'autres pays, des organismes de recherche étudient les moyens de dévier des astéroïdes de cette manière. Cependant, une telle manœuvre pourrait se retourner contre nous puisque, non contrôlée, l'explosion pourrait expédier vers la Terre des fragments importants, qui plus est irradiés.

Des chercheurs russes des universités de Saint-Pétersbourg et de Tomsk et des centres de recherches de Keldysh et Sirius se sont intéressés à cette question. Ils ont réalisé un modèle d'explosion numérique d'un gros astéroïde, plusieurs années avant la collision prévue, d'une manière telle que ses fragments ne tombent pas sur Terre. Ces travaux ont été rendus publics début juin 2016 et sont disponibles en ligne (The preventive destruction of a hazardous asteroid, par A. G. Aleksandrova , T. Yu. Galushina, A. B. Prishchepenko, K. V. Kholshevnikov et V. M. Chechetkin).

Apophis est un géocroiseur, c'est-à-dire que sa trajectoire autour du Soleil l'amène fréquemment à croiser celle de la Terre. À ce titre, ce rocher de plus de 300 m de diamètre est potentiellement dangereux, une perturbation gravitationnelle, même faible, pouvant l'amener sur une trajectoire de collision avec la Terre. © Esa

Une bombe d'une mégatonne suffirait pour Apophis

Pour leurs travaux, ils se sont basés sur un cas concret et ont choisi l'astéroïde Apophis dont la dangerosité est avérée. La trajectoire de cet objet coupe celle de la Terre et il est impossible de la prédire au-delà de 50 à 100 ans. Lors de son prochain passage à proximité de la Terre, en avril 2029, le risque de collision sera nul mais notre planète sera tout de même survolée à seulement 38.000 kilomètres de distance par ce corps de près de 50 millions de tonnes. Sa surveillance est une priorité car son orbite peut être modifiée par des effets gravitationnels. Le cas a déjà été observé : en 1992, la comète Shoemaker-Levy 9 avait subi une forte attraction gravitationnelle lors de son passage près de Jupiter, planète sur laquelle elle s'était écrasée deux ans plus tard, en juillet 1994.

Les chercheurs russes ont montré que pour détruire partiellement cet objet, la puissance de l'explosion nécessaire doit être équivalente à une mégatonne de TNT, être déclenchée à l'arrière de l'astéroïde et, bien évidemment, le plus loin possible de la Terre. Une partie de l'astéroïde sera vaporisée et l'autre fragmentée en une multitude de morceaux dont la taille n'excédera pas 10 mètres, avec des orbites très différentes de celle de l'astéroïde. Les chercheurs estiment que, dans les dix années qui suivront l'explosion, seulement un petit nombre de ces fragments, avec des niveaux de radioactivité faibles, tomberont sur Terre. Ils concluent à l'intérêt de la bombe dans au moins deux cas : quand une méthode plus douce est impossible et quand des objets risquent de revenir plusieurs fois en trajectoire de collision avec notre planète.

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