Des chercheurs suisses participent à l’étude du test de déviation d’un astéroïde

Hera se rapproche de Dimorphos afin d’examiner les suites d’une collision délibérée avec un astéroïde. La sonde de l’Agence spatiale européenne a atteint le système astéroïdal, où des chercheurs étudieront comment la collision de 2022 avec la sonde DART de la NASA a modifié la petite lune et son orbite autour de l’astéroïde plus grand Didymos.

En septembre 2022, le test a envoyé le vaisseau spatial DART de la NASA percuter Dimorphos à environ 6,1 kilomètres par seconde, soit près de 22 000 kilomètres par heure. L’impact a raccourci la période orbitale de Dimorphos, qui est passée de 11 heures et 55 minutes à environ 11 heures et 22 minutes, démontrant qu’un vaisseau spatial peut modifier le mouvement d’un astéroïde.

L’équipe de recherche bernoise qui a participé à la modélisation de la collision se prépare maintenant à comparer ses calculs aux observations. L’approche de Hera constitue une étape exigeante de la mission, a expliqué à Keystone-ATS l’astrophysicien de l’Université de Berne Martin Jutzi. La sonde devrait entamer sa phase de caractérisation préliminaire en novembre, alors qu’elle se trouvera à environ 30 kilomètres de Dimorphos, suffisamment près pour transmettre aux chercheurs leurs premières images exploitables. Ces observations transformeront le test d’impact initial en une étude plus détaillée de ce qui est arrivé à l’astéroïde lui-même.

La modification de l’orbite est claire, mais ses causes font encore l’objet de mesures détaillées. La collision de DART a modifié l’orbite de Dimorphos, mais le seul changement de période orbitale ne permet pas de déterminer exactement quelle part de l’énergie et de la quantité de mouvement du vaisseau spatial a servi à déplacer la lune astéroïdale. Les chercheurs doivent aussi comprendre comment l’impact a remodelé l’astre et quelle quantité de matière a été éjectée.

Cette distinction est importante pour planifier une future mission de déviation. L’impact d’un vaisseau spatial pourrait déplacer un astéroïde en partie sous l’effet direct de la collision, et en partie sous l’effet du recul provoqué par les matériaux arrachés à sa surface. L’équilibre entre ces deux effets dépend de la masse et de la structure interne de l’astéroïde. Martin Jutzi a indiqué que les résultats de Hera aideraient les chercheurs à estimer l’énergie et la quantité de mouvement nécessaires pour déplacer un astéroïde d’une masse donnée, ainsi que l’efficacité avec laquelle une collision peut produire ce déplacement.

Dimorphos mesure environ 160 mètres de diamètre et orbite autour de Didymos comme une lune. Hera devrait passer d’une distance d’environ 30 kilomètres lors de sa caractérisation initiale à quelque 10 kilomètres d’ici décembre. Les images et autres mesures recueillies lors de ces passages rapprochés aideront les chercheurs à examiner les conséquences de l’impact au-delà de la modification de la période orbitale.

Les chercheurs bernois avaient prédit que Dimorphos pourrait être un amas de débris faiblement liés, et non un bloc de roche solide. Une équipe dirigée par Martin Jutzi et John Wimarsson, de l’Université de Berne, avec Sabina Raducan, de l’Institut international des sciences spatiales à Berne, a simulé sur ordinateur l’impact de DART. Leurs calculs laissaient penser que la collision pourrait avoir déformé l’ensemble de la lune astéroïdale, au lieu de laisser uniquement un cratère classique.

Les observations rapprochées de Hera devraient permettre de tester cette prédiction. Si le modèle de l’équipe se confirme, les résultats montreront pourquoi la structure interne d’un astéroïde est importante pour calculer l’efficacité éventuelle d’une tentative de déviation. Deux objets de taille similaire pourraient réagir différemment si l’un est solide et l’autre constitué de fragments faiblement liés.

Une mesure essentielle manque encore: la masse de Dimorphos. Martin Jutzi a expliqué que la connaître permettrait à l’équipe de quantifier la quantité de mouvement et d’énergie transférée par DART. Les images de Hera devraient fournir une première évaluation des dégâts, tandis que l’étude plus large permettra d’établir les propriétés physiques nécessaires pour interpréter l’impact. Pour les chercheurs suisses, cette comparaison relie les simulations informatiques développées à Berne aux éléments recueillis sur l’astéroïde lui-même.

Les astéroïdes de grande taille sont rares, mais leurs conséquences potentielles rendent indispensable une planification précise des déviations. Selon Martin Jutzi, des objets de 10 à 20 mètres de diamètre percutent statistiquement la Terre tous les quelques dizaines d’années. Les corps beaucoup plus grands sont moins fréquents: un astéroïde de 100 à 200 mètres de large pourrait frapper la Terre tous les 10 000 à 20 000 ans, a-t-il indiqué, avec des conséquences potentiellement dévastatrices à l’échelle régionale, voire mondiale.

Ces estimations soulignent que la défense planétaire ne consiste pas seulement à prouver qu’un vaisseau spatial peut modifier la trajectoire d’un astéroïde. Avant de calculer la force qu’une mission devrait appliquer, les scientifiques doivent connaître la masse, la composition et la réaction de la cible à l’impact. Les résultats de Hera aideront les chercheurs à affiner leurs calculs à partir des résultats d’une collision réelle, plutôt qu’en s’appuyant uniquement sur des modèles.

L’Université de Berne et l’Institut international des sciences spatiales à Berne apportent une contribution suisse directe à ces travaux. L’équipe de Martin Jutzi utilisera les mesures de Hera pour évaluer l’efficacité avec laquelle DART a transféré de la quantité de mouvement à Dimorphos. Ces données pourront guider la conception de missions ultérieures visant à modifier le mouvement d’astéroïdes dangereux et aider les scientifiques à évaluer ce qu’une tentative de déviation pourrait accomplir pour une cible donnée.