Selon des astrophysiciens, il est possible de mesurer la masse d’un astéroïde potentiellement dangereux lors d’un survol à grande vitesse

La surveillance des géocroiseurs et la protection planétaire

La surveillance du système solaire constitue une mission de chaque instant pour les différentes agences spatiales. La NASA, tout comme d’autres observatoires à travers le monde, traque en permanence les objets potentiellement dangereux qui évoluent dans notre voisinage cosmique. Une attention toute particulière est accordée aux objets géocroiseurs, que l’on désigne sous l’acronyme NEO, dont la taille atteint ou dépasse les 140 mètres, soit 460 pieds. L’enjeu de cette surveillance ciblée réside dans la dévastation totale qu’un impact impliquant un corps d’une telle envergure causerait sur la surface de la Terre.

Le travail quotidien des astrophysiciens consiste à observer la mécanique céleste et à relever les orbites de ces corps rocheux. Cette analyse de trajectoire permet d’estimer avec précision les orbites futures de ces objets volants. L’objectif consiste à anticiper le moindre mouvement qui placerait ces astéroïdes dans notre portion du système solaire, afin de prédire s’ils représentent un risque de collision avec notre planète bleue.

Depuis le début de ces programmes de suivi astronomique, les astronomes ont traversé quelques moments d’inquiétude, mais les télescopes n’ont repéré aucun danger imminent pour la Terre. L’examen minutieux des objets connus dans l’espace actuel a permis à la NASA de tirer des conclusions formelles. L’agence spatiale américaine a formellement écarté tout risque d’impact avec un astéroïde potentiellement dangereux pour les cent prochaines années.

Le rôle déterminant de la mesure de masse avant toute intervention

L’identification d’un corps céleste s’engageant sur une trajectoire de collision avec la Terre déclencherait une série de protocoles stricts. Avant de pouvoir décider de la marche à suivre, les agences spatiales auraient l’obligation absolue de mesurer la masse de cet objet. Différentes options techniques existent pour neutraliser une telle menace, parmi lesquelles la possibilité de rediriger l’astéroïde. Cette stratégie de déviation a fait l’objet d’essais en conditions réelles de la part de la NASA, notamment à travers le déploiement de la mission DART.

La mise en œuvre d’une action aussi drastique reposerait entièrement sur la connaissance de la masse de l’objet ciblé. Une nouvelle étude publiée sous la forme d’un document de prépublication examine précisément la manière dont nous pourrions obtenir cette mesure vitale lors d’un survol à grande vitesse. L’équipe de chercheurs détaille son approche dans ce nouvel article scientifique, dont le contenu n’a pas encore fait l’objet d’une évaluation par les pairs.

« La masse de l’astéroïde détermine les effets d’impact potentiels sur la Terre et la quantité de mouvement requise par une mission d’atténuation pour le dévier », expliquent les scientifiques. Ils apportent une précision quant à la méthode d’acquisition des données : « Pour les astéroïdes de l’échelle de taille pertinente pour la défense planétaire (c’est-à-dire environ 50 à 500 m), la masse ne peut être mesurée directement in situ qu’avec un vaisseau spatial de reconnaissance dédié qui effectue soit un survol à grande vitesse, soit un rendez-vous prolongé. » Les passionnés qui ont suivi attentivement la saga 3I/ATLAS savent que la pesée d’un petit objet spatial représente une opération d’une extrême complexité.

Le défi de l’accélération et le recours au CubeSat

La théorie derrière la manœuvre de survol repose sur la détection de l’attraction gravitationnelle exercée par l’objet spatial. En mesurant de minuscules changements dans l’accélération du vaisseau spatial causés par la gravité de l’astéroïde, les instruments peuvent déduire sa masse. La limite technique de cette opération réside dans la faiblesse du signal obtenu. Même lors de missions dédiées, la quantité d’accélération ressentie par la sonde reste extrêmement minuscule.

Pour capter cette force infinitésimale, le vaisseau spatial a l’obligation d’effectuer une approche très rapprochée de la cible. Même en rasant la surface rocheuse, les objets de petite dimension risquent de ne pas générer suffisamment d’accélération pour que les capteurs puissent la mesurer. Ce constat de départ a poussé les auteurs de la nouvelle étude à concevoir un dispositif alternatif.

L’équipe, composée de spécialistes de l’Université Johns Hopkins, de l’Université du Colorado à Boulder et du Goddard Space Flight Center de la NASA, propose une astuce inédite pour contourner le problème. La nouvelle méthode suggère que le vaisseau spatial principal libère un satellite miniature, connu sous le nom de CubeSat. Ce petit engin est largué à une distance d’environ 10 kilomètres, soit 6,2 miles, de l’astéroïde. Les concepteurs décrivent la mécanique du vol : « Les deux engins spatiaux effectuent des manœuvres d’approche pour cibler leurs lieux de survol, l’hôte ciblant un survol à proximité immédiate et le CubeSat ciblant un survol à distance ». Ils précisent le fonctionnement global : « En intégrant des mesures intersatellites à courte portée entre l’hôte et le CubeSat, la sensibilité de la mesure de masse est considérablement améliorée. »

La dynamique d’une trajectoire séparée pour affiner le calcul

Le protocole technique repose sur une séparation claire des rôles entre les deux engins. Pendant que le satellite miniature CubeSat opère un passage éloigné, comparable en distance à une course de loisir, le vaisseau spatial principal adopte une trajectoire beaucoup plus agressive. L’engin hôte a pour directive de s’approcher de l’astéroïde dangereux de manière bien plus serrée, devant s’insérer dans un périmètre restreint situé entre 1 et 3 rayons corporels de l’objet.

Cette configuration de vol crée un système d’étalonnage dynamique en temps réel. Le CubeSat reste à l’abri des variations gravitationnelles majeures de l’astéroïde, pendant que la sonde principale subit les déviations causées par la masse de la roche spatiale. Les chercheurs détaillent le principe de la mesure : « La trajectoire de la masse d’essai n’est pas perturbée et sert de référence balistique à laquelle comparer la trajectoire de l’hôte ».

L’échange de données entre les deux composants du dispositif permet de déduire la force exercée. L’équipe de conception de l’Université Johns Hopkins et de la NASA explique les retombées de ce positionnement : « La distance relativement courte entre le vaisseau spatial hôte et la masse d’essai facilite des mesures intersatellites de haute précision, qui, lorsqu’elles sont associées au survol à basse altitude, fournissent une mesure de masse très sensible. »

Limites actuelles du modèle et perspectives de développement

Cette idée inédite de double survol offre des perspectives intéressantes pour évaluer la masse d’un astéroïde si le besoin venait à s’en faire sentir. L’équipe a néanmoins constaté que la réalisation concrète d’une telle mission s’avérerait encore délicate. Les simulations montrent que les astéroïdes les plus petits resteraient potentiellement trop minuscules pour que leur masse soit mesurable par cette méthode.

Les chercheurs ont poussé leurs recherches en modélisant une mission potentielle dirigée vers l’astéroïde 2024 YR4. Ce corps céleste avait brièvement fait la une des journaux il y a quelques années lorsqu’il semblait avoir une chance de frapper la Terre, avant que de nouveaux calculs n’indiquent qu’il a désormais environ 4 pour cent de chances de percuter la Lune. Lors de la simulation, l’équipe a identifié d’autres difficultés liées à cet objet spécifique. Les incertitudes qui pèsent sur la trajectoire exacte de cet astéroïde empêchent de garantir la capacité à effectuer une approche rapprochée et sûre.

Face à ces défis, les astrophysiciens nourrissent l’espoir d’affiner davantage leur idée. Leur objectif consiste à permettre la mesure de la masse d’un plus grand nombre d’astéroïdes par ce type de mission. Plusieurs pistes d’exploration sont à l’étude, incluant l’envoi simultané de plusieurs vaisseaux spatiaux. Ils évoquent également l’intervention d’un futur radar pour l’espace lointain, un outil qui permettrait de contraindre les incertitudes de trajectoire de l’astéroïde avant d’entamer la moindre approche. L’ensemble de cette étude est publié et accessible sur le serveur de prépublication arXiv.

Selon la source : iflscience.com