Imaginez qu'un jour les observatoires du monde le confirmeront tous: un astéroïde s'approche de la Terre, une collision est inévitable. Les nations de l'espace doivent s'entendre sur la manière de l'arrêter. Les rochers volant dans l'espace peuvent causer des dommages catastrophiques à notre planète. Ce qui se passe ensuite dépend du temps que l'astéroïde nous laisse pour réfléchir. Aucune des options ne sera facile; des armes nucléaires peuvent être nécessaires. Qu'allons-nous faire quand ce jour viendra?
Les gros astéroïdes tombent rarement. Le dernier d'entre eux à causer de graves dommages à la vie était la météorite Tunguska en 1908. On pense que c'est une météorite qui a explosé à 10 kilomètres au-dessus de la région éloignée de la Sibérie.
Ce genre de chute se produit tous les quelques siècles. Mais la Sibérie est loin; encore aujourd'hui, sa population est petite et dispersée sur un vaste territoire. Si le même objet était arrivé quatre à cinq heures plus tard, il serait tombé sur Saint-Pétersbourg et aurait produit une explosion équivalente à une explosion nucléaire d'une mégatonne.
Nous avons eu l'honneur d'observer une version réduite de ce scénario de cauchemar tout récemment. En 2013, la météorite de Tcheliabinsk, qui s'est effondrée à une altitude de 30 kilomètres, a brisé du verre et blessé 1400 personnes dans une ville russe. L'explosion qu'il a provoquée équivaut à 500 kilotonnes - une trentaine de bombes larguées sur Hiroshima - mais elle était suffisamment haute pour être correcte. De telles chutes se produisent assez souvent, en moyenne trois fois par an. La plupart d'entre eux se produisent au-dessus de l'océan ou dans des endroits éloignés, de sorte qu'ils ne sont pas remarqués. Et pourtant, la question qui nous inquiète sera "une telle chute se produira-t-elle et quand se produira-t-elle?"
Les États prennent cette question très au sérieux et prennent les premières mesures pour éviter les chutes dangereuses. En janvier, la NASA a formé le Bureau de coordination de la défense planétaire, qui deviendra le point focal pour l'observation des astéroïdes et pour travailler avec d'autres agences spatiales sur la façon de faire face à une éventuelle collision de grandes roches spatiales avec la Terre.
PDCO consacre actuellement l'essentiel de ses efforts à la détection, coordonnant divers programmes de surveillance, a déclaré Lindley Johnson, officier de la défense planétaire de la NASA. Parce que vous ne pouvez pas combattre les pierres de l'espace si vous ne savez pas où elles se trouvent. «Nous essayons de trouver tout ce qui pourrait devenir une menace dans les années à venir, voire des décennies, à l'avance», dit-il. Dès qu'un astéroïde dangereux est découvert, le travail commence sur des plans pour arrêter cet objet particulier.
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La méthode la plus simple implique une sorte de billard planétaire qui utilise une sonde spatiale pour diriger un objet lourd (ou la sonde elle-même) pour entrer en collision avec l'objet. On pense alors que l'astéroïde change de cap et survole la Terre.
Une mission conjointe de l'Agence spatiale européenne et de la NASA devra tester une telle technologie dans les prochaines années: elle s'appelle Asterod Impact and Deflection Assesment (Aida). La mission se compose de deux engins spatiaux, l'un appelé Asteroid Impact Mission (Aim), qui sera lancé à la fin de 2020, et le second, le Double Asteroid Redirection Test (Dart), qui sera lancé en 2021.
En 2022, ils arriveront sur le double astéroïde 65803 Didymos, qui vole avec son compagnon Didymoon. Didymos mesure 780 mètres de diamètre et Didymoon est de 170 mètres. Le plus jeune tourne autour du plus âgé toutes les 11,9 heures et ils sont proches l'un de l'autre - à seulement 1100 mètres. Le vaisseau spatial Aim rencontrera l'astéroïde et étudiera sa composition. Dès l'arrivée de Dart, il s'écrase sur Didymoon et Aim étudiera les conséquences pour l'orbite du jeune rocher. L'objectif de la mission est de découvrir comment vous pouvez rediriger l'astéroïde pour ne pas le mettre sur une trajectoire dangereuse. C'est en fait le point de départ de la planification de la mission.
Pour comprendre la promesse d'une telle mission, le célèbre cratère de l'Arizona dans l'état américain de l'Arizona a probablement été formé par un objet trois fois plus petit que Didymoon, et son diamètre est de 1,18 kilomètre. Une roche de la taille de Didymos qui heurte la Terre à 125 mètres par seconde provoquera une explosion équivalente à deux mégatonnes; cela suffit pour détruire la ville. Et c'est la vitesse minimale. À sa vitesse maximale (environ 186 mètres par seconde), il éjectera quatre mégatonnes d'énergie, soit environ quatre millions de tonnes de TNT.
"Nous voulons changer l'orbite de ce satellite", explique Patrick Michel, chercheur senior au Centre national de la recherche scientifique et l'un des responsables de l'équipe Aida, "car la vitesse orbitale du satellite autour du corps principal n'est que de 19 centimètres par seconde." Même de petits changements peuvent être mesurés à partir de la Terre, ajoute-t-il, en modifiant la période orbitale de Didymoon de quatre minutes.
Il est également important de voir si l'élément explosif se déclenchera. «Tous les modèles de collision sur lesquels nous travaillons sont basés sur une compréhension de la physique des collisions qui n'a été testée qu'à l'échelle du laboratoire sur des cibles centimétriques», explique Michel. Que ces modèles fonctionneront sur de vrais astéroïdes n'est pas encore tout à fait clair.
Johnson ajoute que cette technologie est la plus mature - les humains ont déjà démontré la capacité d'atteindre un astéroïde, en particulier avec la mission Dawn à Cérès et la mission Rosetta sur la comète 67P / Churyumov-Gerasimenko.
En plus de l'approche de l'ogive, il y a aussi l'approche gravitationnelle - placez simplement un vaisseau spatial relativement massif en orbite près d'un astéroïde et laissez leur traction gravitationnelle mutuelle guider doucement l'objet sur une nouvelle trajectoire. L'avantage de cette méthode est qu'il vous suffit essentiellement de livrer le vaisseau spatial à sa destination. La mission ARM de la NASA peut indirectement tester cette idée; une partie de ce plan est de renvoyer l'astéroïde dans l'espace proche de la Terre.
Cependant, le temps sera un élément clé de ces méthodes; il faudra quatre bonnes années pour assembler une mission spatiale au-delà de l'orbite terrestre, et il faudra au vaisseau spatial un an ou deux supplémentaires pour atteindre l'astéroïde souhaité. Si le temps presse, vous devrez essayer autre chose.
Quichen Zhang, physicien à l'Université de Californie à Santa Barbara, pense que les lasers nous aideront. Le laser ne fera pas exploser un astéroïde comme une étoile de la mort, mais il vaporisera une petite partie de sa surface. Zhang et ses collègues ont travaillé avec le cosmologiste expérimental Philip Lubin pour présenter une suite de simulations orbitales à l'Astronomical Society of the Pacific.
Ce plan peut sembler inefficace, mais rappelez-vous que si vous commencez tôt et travaillez longtemps, vous pouvez changer le cours du corps sur plusieurs milliers de kilomètres. Zhang dit que l'avantage du laser est qu'un grand laser peut être construit en orbite terrestre sans avoir à voler vers un astéroïde. Un laser d'un gigawatt, fonctionnant pendant un mois, peut déplacer un astéroïde de 80 mètres - comme la météorite Tunguska - de deux rayons terrestres (12 800 kilomètres). Cela suffit pour éviter les collisions.
Une autre variante de cette idée est d'envoyer un vaisseau spatial équipé d'un laser moins puissant, mais dans ce cas il devra atteindre l'astéroïde et le suivre de relativement près. Comme le laser sera plus petit - de l'ordre de 20 kW - il devra fonctionner pendant de nombreuses années, bien que les simulations de Zhang montrent qu'un satellite poursuivant un astéroïde pourrait le faire dévier de sa trajectoire dans 15 ans.
Zhang dit que l'un des avantages de l'utilisation de l'orbite terrestre est que chasser un astéroïde ou une comète n'est pas aussi facile qu'il y paraît, malgré le fait que nous l'ayons déjà fait. «Rosetta était à l'origine censée voler vers une autre comète (46P), mais le retard du lancement a fait que la cible d'origine a quitté une position attractive. Mais si la comète décide de se diriger vers la Terre, nous n'aurons pas l'opportunité de la changer en une meilleure option. Garder une trace des astéroïdes est facile, mais il faut encore au moins trois ans pour l'atteindre.
Johnson, cependant, note l'un des plus gros problèmes associés à l'utilisation d'un laser quel qu'il soit: personne n'a jamais lancé un objet d'un kilomètre de long en orbite, encore moins un laser ou l'ensemble du réseau. «Il y a de nombreux moments immatures à cet égard; on ne sait même pas comment convertir de manière fiable l'énergie solaire en énergie laser pour qu'elle fonctionne suffisamment longtemps."
Il existe également une «option nucléaire». Si vous avez vu le film Armageddon, cette option vous semble simple, mais en réalité c'est beaucoup plus compliqué qu'il n'y paraît. «Nous devrons expédier toute l'infrastructure», déclare Massimiliano Vasile de l'Université de Straitclyde. Il propose de faire exploser une bombe nucléaire à une certaine distance de la cible. Comme avec un laser, le plan est de vaporiser une partie de la surface, créant ainsi une poussée et modifiant l'orbite de l'astéroïde. «Lorsque vous détonez, vous bénéficiez d'une efficacité énergétique élevée», dit-il.
Alors que les lasers et les bombes nucléaires peuvent se déclencher lorsque l'astéroïde est plus proche, même dans ces cas, la composition de l'objet sera importante, car la température d'évaporation sera différente d'un astéroïde à l'autre. Un autre problème est celui des décombres volants. De nombreux astéroïdes peuvent être simplement une collection de roches qui collent lâchement. Dans le cas d'un tel objet, l'ogive ne fonctionnera pas. Le remorqueur de gravité sera meilleur - cela ne dépend pas de la composition de l'astéroïde.
Chacune de ces méthodes peut cependant faire face à un dernier obstacle: la politique. Le Traité sur l'espace extra-atmosphérique de 1967 interdit l'utilisation et les essais d'armes nucléaires dans l'espace, et la mise en orbite d'un laser gigawatt pourrait rendre certaines personnes nerveuses.
Zhang note que si la puissance du laser en orbite est réduite à 0,7 gigawatts, il ne déplacera l'astéroïde que de 0,3 rayon de la Terre - environ 1 911 kilomètres. «Les petits astéroïdes qui peuvent détruire une ville sont beaucoup plus courants que les destroyers planétaires. Imaginez maintenant qu'un tel astéroïde soit sur une trajectoire menant à New York. Selon les circonstances, une tentative et une déviation partiellement infructueuse d'un astéroïde de la Terre pourraient déplacer le site de l'écrasement vers Londres, par exemple. S'il y a un risque d'erreur, les Européens ne laisseront tout simplement pas les États-Unis détourner l'astéroïde."
De tels obstacles sont généralement attendus au dernier moment. "Il y a une faille dans ces traités", dit Johnson, faisant référence au traité sur l'espace et au traité d'interdiction totale des essais. Ils n'interdisent pas le lancement de missiles balistiques qui traversent l'espace et peuvent être armés d'armes nucléaires. Et à la lumière de la nécessité de protéger la planète, les critiques peuvent être patients.
Michelle note également que contrairement à toute autre catastrophe naturelle, c'est précisément ce que nous pouvons éviter. «Le risque naturel de ceci est très faible par rapport au tsunami et autres. Mais dans ce cas, nous pouvons faire au moins quelque chose."
ILYA KHEL
