DART, mission

Le 26 septembre 2022, à 23 h 14 UTC (temps universel coordonné), la mission DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA a effectué avec succès le premier test de déviation d’un astéroïde. Pour cette opération historique, elle a utilisé la méthode dite de l’impact cinétique qui consiste à envoyer un projectile, ici la sonde DART d’un poids de 580 kilogrammes, à haute vitesse sur la surface d’un astéroïde pour modifier sa trajectoire. Connaître le résultat final de cette collision ainsi que les propriétés de cet astéroïde cible nommé Dimorphos – qui influencent sa réponse à l’impact – nécessite l’envoi d’une seconde sonde. C’est l’objectif de la mission Hera, développée par l’Agence spatiale européenne (ESA pour European Space Agency), avec un lancement en octobre 2024.

Ce test de déviation est l’un des volets de la défense planétaire, qui consiste à protéger la Terre d’éventuelles collisions avec des astéroïdes. Ceux qui représentent un risque, car ils croisent ou s’approchent de la trajectoire de la Terre, sont appelés géocroiseurs. Ce risque d’impact, à faible probabilité, mais aux conséquences pouvant être désastreuses, est l’un des seuls risques naturels pouvant être prédits et évités, et ce grâce à des moyens développés à l’échelle internationale depuis la fin des années 1990.

La stratégie de l’impact cinétique

Plusieurs méthodes sont envisagées pour dévier un astéroïde de sa trajectoire. On peut en citer quatre qui mettent en œuvre des opérations certes complexes, mais réalisables.

Le tracteur gravitationnel consiste à maintenir pendant un temps suffisamment long, à proximité de l’astéroïde cible, une sonde dont la masse sert à attirer l’objet afin de le dévier de sa trajectoire. Une autre technique est d’envoyer un faisceau d’ions dirigé vers la surface de l’astéroïde, produisant une force suffisante pour le dévier. Une troisième méthode consiste à faire exploser une bombe nucléaire à proximité de l’astéroïde, permettant aux rayons X et aux neutrons émis par l’explosion de produire une ablation de surface de grande ampleur. L’utilisation de cette technique, qui n’est pas sans danger et soulève des problèmes géopolitiques, ne se justifie que si l’astéroïde a une dimension d’au moins plusieurs centaines de mètres de diamètre ou s’il est déjà trop proche de la Terre lorsqu’on le découvre, ce qui correspond à deux cas très improbables.

La quatrième technique, qui fait l’objet de cet article, est celle de l’impact cinétique. Il s’agit d’envoyer une sonde à une vitesse de plusieurs kilomètres par seconde sur la surface d’un astéroïde. Une fois la collision effectuée, la quantité de mouvement de la sonde, qui n’est autre que sa masse multipliée par sa vitesse, est transmise à l’astéroïde, produisant ainsi une déviation de sa trajectoire. Si, de plus, l’impact provoque une éjection de matière dans la direction opposée à celle de l’impact, la quantité de mouvement de cette matière extraite s’ajoute à celle de la sonde, aboutissant ainsi à une plus grande déviation de la cible. La matière éjectée sert ainsi de propulseur, et sa production dépend des propriétés physiques de l’astéroïde. Si ce dernier a une constitution semblable à une éponge, la sonde explosera à l’impact, mais ne fera que compacter la surface. Aucune matière ne sera éjectée et la déviation sera minimale. En revanche, si l’astéroïde est constitué d’un matériau cassant, tel qu’une roche de faible porosité, l’explosion de la sonde fragmentera la surface et émettra de la matière, ce qui accentuera la déviation. Ainsi, la quantité de mouvement initiale peut être multipliée par un facteur 2, voire 5 ou 10, selon les propriétés de l’astéroïde. Ce facteur multiplicatif, qui mesure l’efficacité de l’impact cinétique, dépend de la quantité de mouvement liée à l’émission de matière. D’après les[...]