Le vaisseau spatial DART de la NASA frappe avec succès une roche spatiale – et maintenant ?

Un astéroïde a anéanti les dinosaures ; maintenant, les Terriens ripostent. La vue de fossiles de sauriens dans la plupart des musées scientifiques est un puissant rappel que les astéroïdes peuvent menacer la Terre lorsqu’ils tournent autour de notre soleil, s’approchant parfois dangereusement de notre planète – ou, il y a 66 millions d’années, trop près. Aujourd’hui, les scientifiques ont testé une méthode qui pourrait sauver notre planète de futures catastrophes. Au cours de la dernière heure, le vaisseau spatial DART (Double Asteroid Redirection Test) de la NASA s’est écrasé sur un petit astéroïde appelé Dimorphos.

Comme le nom complet de DART l’indique, cet impact n’était pas accidentel. Il est censé modifier la trajectoire de la roche spatiale d’une quantité infime mais perceptible – un changement que les observateurs confirmeront soigneusement et suivront de loin avec une pléthore de télescopes terrestres et spatiaux. À l’avenir, si un astéroïde dangereux est trouvé sur une trajectoire de collision avec la Terre, nous pourrions utiliser cette même technique pour le faire dévier de sa trajectoire et éviter un désastre. « Nous n’allons pas faire exploser l’étoile de la mort », déclare Andy Rivkin, chef de l’équipe d’enquête DART au Laboratoire de physique appliquée (APL) de l’Université Johns Hopkins, qui dirige la mission. « Nous utilisons l’élan du vaisseau spatial pour modifier l’orbite de l’astéroïde. »

DART a été lancé en novembre 2021 sur une trajectoire de collision avec Dimorphos, un petit astéroïde de 160 mètres de taille qui orbite autour d’un autre astéroïde, Didymos, qui est presque cinq fois plus grand. Pendant près d’un an, le vaisseau spatial de la taille d’un distributeur automatique et d’environ 600 kilogrammes a rattrapé les astéroïdes, prenant des images de plus en plus nettes à son approche. C’était jusqu’à aujourd’hui, à 19h15 HE, lorsque les ingénieurs du contrôle de mission d’APL ont cessé de recevoir des signaux du vaisseau spatial, confirmant son claquement autodestructeur sur Dimorphos à environ 11 millions de kilomètres de la Terre.

« Nous entrons dans une nouvelle ère pour l’humanité », a déclaré Lori Glaze, directrice de la division des sciences planétaires de la NASA, dans des remarques post-impact lors de la diffusion en direct de l’événement par l’agence spatiale, « une ère dans laquelle nous avons la capacité potentielle de nous protéger de quelque chose comme un impact d’astéroïde dangereux.

Voyageant à environ 23 000 kilomètres à l’heure, le vaisseau spatial a heurté l’astéroïde avec l’énergie approximative de trois tonnes métriques de TNT, explosant dans une pluie surchauffée de débris de métal et d’astéroïde. Un petit vaisseau spatial italien appelé LICIACube (Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids) suivant trois minutes de retard a pris des images de l’impact qui seront diffusées dans les prochains jours. Pourtant, la véritable mission ne fait que commencer. Désormais, les scientifiques observeront Dimorphos avec tout, des télescopes au sol aux observatoires de l’espace lointain, et verront exactement à quel point l’impact dramatique de DART a eu sur sa cible. « Nous démontrons pour la première fois que si l’humanité avait besoin de modifier le cours d’un astéroïde, nous serions capables de le faire », déclare Harrison Agrusa de l’Université du Maryland, membre de l’équipe DART.

La mission DART a été conçue à l’origine il y a environ deux décennies, lorsque des scientifiques américains et européens ont commencé à discuter d’une mission conjointe qui pourrait pratiquer une technique de déviation cinétique des astéroïdes. Initialement appelée AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment), la mission impliquerait le vaisseau spatial DART de la NASA et le vaisseau spatial européen AIM (Asteroid Impact Mission), qui orbiteraient autour de la cible et observeraient l’impact. Malheureusement, les responsables européens ont annulé l’AIM en 2016 en raison d’un manque de financement. En 2019, cependant, la mission renaît sous le nom de vaisseau spatial Hera (du nom de la déesse grecque du mariage). Mais cette réinitialisation du développement signifiait un lancement retardé : Hera ne décollera pas avant 2024 et n’arrivera à Didymos qu’en 2026, bien trop tard pour constater l’impact de DART, mais toujours à temps pour étudier ses effets durables.

Les scientifiques voulaient que la cible de DART soit un astéroïde binaire, où un astéroïde orbite autour d’un autre, car de telles configurations célestes permettent des mesures plus faciles des petits changements orbitaux induits par l’impact. « La déviation est quasi instantanée », explique Patrick Michel du Centre national de la recherche scientifique, ancien chercheur principal de l’AIM et aujourd’hui chercheur principal d’Hera. En 2013, les scientifiques ont choisi le système Didymos comme cible. Découvert pour la première fois en 1996, cet astéroïde plus gros a reçu son nom (grec pour « jumeau ») suite à la découverte d’un petit compagnon en orbite en 2003, qui a ensuite été surnommé Dimorphos, ou « avoir deux formes ».

Dimorphos complète une orbite de Didymos toutes les 11,92 heures. Les astéroïdes partagent une orbite similaire avec la Terre mais ne représentent aucune menace car ils ne s’approchent jamais à moins de quelques millions de kilomètres de notre planète. Mais leur angle d’orbite fait que Dimorphos « s’éclipse » régulièrement devant Didymos, permettant de mesurer précisément sa période orbitale. Suite à l’impact, une variété de télescopes, dont le télescope spatial James Webb et Hubble, et même des engins spatiaux tels que la sonde Lucy de la NASA, qui est actuellement en route pour visiter des astéroïdes près de Jupiter, suivront cette éclipse, permettant aux scientifiques de travailler juste combien l’orbite de Dimorphos a été modifiée.

DART a frappé l’astéroïde presque de front, ce qui signifie qu’il a ralenti l’orbite de Dimorphos. L’astéroïde est cependant si petit que les scientifiques de la mission ne connaissaient ni sa forme exacte ni sa composition – si Dimorphos était un objet rigide et solide ou plutôt un « tas de gravats » plus lâche de roches et de rochers qui s’étaient doucement accumulés ensemble. Au cours des derniers instants de son approche, DART a renvoyé des images de la surface jonchée de gravats de Dimorphos, indiquant que l’astéroïde était loin d’être solide comme le roc. Si tel avait été le cas, le changement d’orbite aurait pu être à peine supérieur à une minute car DART n’aurait transféré qu’une quantité relativement faible d’élan à l’astéroïde. « Nous avons besoin d’au moins 73 secondes de changement d’orbite » pour que la mission soit annoncée comme un succès, dit Rivkin. Au lieu de cela, l’apparence minable de Dimorphos suggère la force du matériau crachant vers l’extérieur (peut-être jusqu’à quelques dizaines de millions de kilogrammes) pourrait provoquer un changement d’élan beaucoup plus important, raccourcissant l’orbite de l’astéroïde de 10 minutes ou plus. Un tel événement pourrait complètement remodeler Dimorphos ou même le faire tomber éperdument. « Plus l’astéroïde est faible, plus le cratère est grand », explique Sabina Raducan de l’Université de Berne en Suisse, membre de l’équipe DART. « Bien sûr, nous voulons qu’il y ait beaucoup de déviation et d’éjecta parce que c’est plus intéressant. »

Les observations par les télescopes et LICIACube devraient révéler à peu près à quel point l’orbite a changé et combien d’éjecta ont été libérés, l’équipe DART devant annoncer les résultats préliminaires de la mission en décembre lors d’une réunion de l’American Geophysical Union à Chicago. Mais personne ne saura avec certitude à quel point la mission a été couronnée de succès jusqu’à l’arrivée d’Hera en 2026. Les observations de ce vaisseau spatial mesureront avec précision la masse de Dimorphos et auront une idée plus exacte de l’évolution de son orbite autour de Didymos, peut-être 10 fois mieux que ne le ferait autrement être possible à partir d’observations plus éloignées seules. « Nous comprendrons l’ampleur de la poussée et nous comprendrons mieux de quoi est composé Dimorphos », déclare Angela Stickle d’APL, membre de l’équipe DART.

Cela pourrait être une information cruciale si quelque chose comme DART est appelé à sauver la Terre à l’avenir. « C’est l’une des choses les plus importantes que nous fassions en ce moment », déclare Detlef Koschny, directeur adjoint du bureau de défense planétaire de l’ESA. « Nous parlons de la nécessité de démontrer que nous pouvons dévier un astéroïde depuis de nombreuses années. » Bien qu’aucun astéroïde tueur de dinosaures de plusieurs kilomètres ne soit connu pour être sur une trajectoire d’impact avec notre planète, les astéroïdes plus petits comme Dimorphos sont moins bien contraints, avec seulement quelques pour cent estimés de leur population totale actuellement connue. « Nous n’en savons pas encore assez pour nous sentir en sécurité », dit Koschny. Un impact d’une roche spatiale de la taille de Dimorphos pourrait anéantir instantanément une ville et causer des dommages étendus à tout un pays, ce qui signifie qu’il y a de bonnes raisons de rechercher de tels astéroïdes.

Les télescopes à venir, tels que l’observatoire Vera C. Rubin, qui devrait être mis en ligne au Chili plus tard cette décennie, permettront de mieux suivre ces astéroïdes. Si jamais nous en trouvons un sur une trajectoire de collision avec la Terre, les résultats de la mission DART pourraient bien dicter les mesures que nous prendrons. « Cela va valider un outil que nous pourrions utiliser », déclare Rivkin. Pour détourner un astéroïde dangereux, peut-être qu’une version plus grande de DART pourrait être utilisée ou même une série de vaisseaux spatiaux de la taille de DART pour percuter la roche spatiale incriminée, l’un après l’autre, déviant progressivement son destin. « Cela dépend du temps d’avertissement dont nous disposons », déclare Rivkin. Il est peu probable qu’un événement aussi périlleux s’abatte sur l’humanité de sitôt. Mais peut-être que, dans un avenir lointain, nos lointains descendants auront ce petit vaisseau spatial à remercier. « Si nous pouvons dévier Dimorphos, nous pouvons très probablement dévier tout autre astéroïde proche de la Terre », déclare Agrusa.