Les astéroïdes géo-croiseurs (NEO)| CONTENU - Ce tutoriel sacrifie à la mode actuelle, qui se préoccupe de ces astéroïdes présentant une menace potentielle pour la Terre |
 | image radar de 1999 JM8 (3,5 km -2 miles- de diamètre). Lance Benner, JPL |
Les astéroïdes géo-croiseurs sont des astéroïdes dont l'orbite présente un risque de collision avec la Terre. On les connaît aussi sous leur nom anglais de "NEO", "Near Earth Objects". De façon précise, dans le monde anglo-saxon, on appelle NEO un astéroïde ou une comète dont l'orbite autour du Soleil l'amène près de la Terre; le périhélie d'un NEO -son plus près de la Terre- est d'1,3 UA (la Terre est distante d'1 UA du Soleil). Les NEO ont été poussés dans des orbites qui les amènent au voisinage de la Terre par l'attraction gravitationnelle de planètes qui étaient proches d'eux. On en est actuellement à près de 15000 NEO qui ont été découverts par divers programmes de surveillances. Les NEO sont, pour l'essentiel, des comètes et des astéroïdes qui, par la gravité des planètes géantes, ont été déviés sur des orbites qui les amènent à proximité de la Terre. Le terme -ainsi que celui d'astéroïde géo-croiseur- désigne, est utilisé par le grand public et les médias pour désigner tout objet céleste capable de faire un passage rapproché près de la Terre. Comme beaucoup d'autres objets d'étude de l'astronomie contemporaine, les NEO sont un sujet récents car, jusqu'à récemment, aucune étude systématique les concernant n'existait, ni au sujet de leurs menaces. Les astéroïdes, dans le système solaire, sont corps rocheux -ou de glace- qui sont principalement regroupés dans la "ceinture d'astéroïdes", une zone de tels objets situées entre l'orbite de Mars et celle de Jupiter. Les comètes, elles, sont des corps de glace et de poussière mais dont les orbites sont plus elliptiques et non groupées. Les astéroïdes géo-croiseurs sont des objets éjectés de la ceinture des astéroïdes à la suite de collisions. Les astronomes ont essentiellement laissé de côté les possibilités de collision avec des astéroïdes. Ceux-ci, en effet, dans leur majorité, se trouvent dans la ceinture des astéroiuml;des et on pensait que le risque de collision était trop faible pour être pris en compte. Le premier passage rapproché -et observé- d'un astéroïde géocroiseur eut lieu le 28 octobre 1937: l'astronome allemand Karl Reinmuth (1892-1979) photographia accidentellement la traînée d'un objet en déplacement et, deux nuits plus tard, celui-ci passa à moins de 740 000 km de la Terre. On nomma l'astéroïde Hermès, du dieu grec des frontières et des voyageurs. Y compris malgré cette observation, les astronomes de l'époque n'eurent pas l'impression qu'un tel passage représentait une exception. Cela explique qu'on ne se soit pas préoccupé des géocroiseurs avant ces récentes années. On pense que la plupart des NEO viennent du fait que des astéroïdes de la ceinture des astéroïdes sont projetés, via des "résonances", en direction du système solaire intérieur; les résonances sont des zones où l'influence gravitationnelle de Jupiter et de Saturne projette ces corps hors de la ceinture. Il y a résonance orbitale quand la durée de l'orbite de Jupiter ou Saturne se trouve être un exact diviseur de celle de l'astéroïde. Chaque fois que les deux corps s'alignent, l'orbite de l'astéroïde est légèrement décalée et tend à devenir plus elliptique. Aussi, un autre champ de l'astronomie en la matière, de nos jours, est-il de comprendre comment les astéroïdes de la ceinture des astéroïdes entrent en collision et s'y re-distribuent. Alors que ce qu'on appelle les "NEA" ("Near-Earth Asteroids", "astéroïdes proches de la Terre") ne viennent assez près de la Terre que pour une partie de leur orbite, les "PHA" ("Potentially Hazardous Asteroids", "astéroïdes potentiellement dangereux") sont les plus dangereux car leur orbite, elle, tend à être l'équivalent de celle de la Terre (elle n'est décalée que de 8 millions de km (5 millions de miles) et ils sont aussi suffisamment grands pour survivre à un passage à travers l'atmosphère terrestre et donc causer des dommages sur une échelle régionale ou plus. Aux alentours de 9000 astéroïdes de toute taille passent près de la Terre à chaque instant. Certains NEO se trouve sur la ligne floue qui sépare des astéroïdes sombres propulsés hors de la ceinture des astéroïdes et les comètes. Il existe sur Terre aux alentours de 120 cratères formés par le choc de NEO; ceux-ci correspondent à des explosions nucléaires en termes de dommages et d'onde de choc. La recherche des NEO a finalement fait apparaître une sorte de nouvelle ceinture d'astéroïdes, laquelle est composée de NEO et centrée sur l'orbite de la Terre (reste à savoir s'il s'agit d'une impression due à cette recherche ou d'une réalité liée à la formation du système solaire; on pense qu'une zone dite, en anglais "Near-Earth object zone" ou "main belt" ("zone d'objets proches de la Terre", "ceinture principale") attire les astéroïdes telle un aimant (spécialement du fait que ceux-ci sont attirés par les forces gravitationnelles de la Terre; on pense que 700 000 objets existent dans cette catégorie))
->La dernière déclaration de la NASA sur la menace des NEO, fin 2016n est qu'on a trouvé à peu près 95% des astéroïdes et comètes potentiellement dangereux plus grands qu'1km de diamètre et qu'aucune menace d'impact existe pour les prochains 100 ans
->20% des astéroïdes d'une taille semblable à celle de l'île de Manhattan -ainsi que des météorites de type L-chondrite- qui existent aujourd'hui trouvent leur origine dans la collision de deux corps importants, il y a 470 millions d'années, dans la ceinture des astéroïdes
->Une préoccupation supplémentaire vient du fait que les NEO importants pourraient être accompagnés d'une "queue" de plus petits objets du fait de collisions permanentes avec les météorites, par exemple; ainsi que de poussière, laquelle finit par se fondre dans le vent solaire; cette queue est également source d'un champ magnétique; de tels NEO dérivés seraient plus faciles à attirer par le champ gravitationnel des planètes (dont celui de la Terre)
->Tout passage premier d'un NEO près de la Terre pourrait accroître les risques de nouveaux passages dangereux!
Certains scientifiques pensent que la dangerosité d'un NEO pourrait être accrue lors de son premier passage rapproché à la Terre! La gravité de la planète, alors, interagirait sur l'orbite du NEO et la modifierait de telle sorte que l'objet pourrait, ensuite, revenir pour de nouveaux passages dangereux...
->99942 Apophis Le NEO 99942 Apophis, qui représentait une menace pour la Terre car il devait passer en-dessous de l'orbite géo-stationnaire, a été déclassifié en tant que menace. Le passage de 2029 (13 avril), cependant, sera remarquable, l'astéroïde passant sous l'altitude de l'orbite géo-stationnaire, à 29 450 km (18 300 miles) de la surface de la Terre. La question de son passage, à la même date, en 2036, a également été considéré, en 2013, par la NASA, comme non-menaçant. Son orbite, modifiée lors du premier passage, arait pu être capturé, à un point par la gravité terrestre, et lancé sur une trajectoire le menant vers la Terre ("capture par un "keyhole""). L'astéroïde a une taille de 210 par 330 m (690 par 1080 ft) et, en cas d'impact, aurait frappé dans l'Atlantique, déclenchant des tsunamis terrifiants et obscurcissant l'atmosphère pour une durée indéterminée. L'astéroïde pourrait aussi entrer en collision avec un autre astéroïde. Dans le cas d'une réelle menace, la NASA aurait envisagé de modifier l'orbite du NEO avec une mission du style Deep Impact. Les Russes, eux, par la voix du Makeyev Design Bureau (un organisme s'occupant de lanceurs), ont déclaré qu'ils pourraient modifier leurs missiles ballistiques intercontinentaux -les ICBM- pour, en général, viser des NEO d'une taille de 20 à 50m et ils testeraient ce système d'abord sur le NEO Apophis
->2005 YU55. L'astéroïde 2005 YU55 est passé près de la Terre le 8 novembre 2011. Au plus près, à 23h 28 TU, il était à 324 600km (201 700 miles) du centre de la Terre. Bien que 2005 YU55 se trouve sur une orbite qui le fait passer régulièrement près de la Terre -et aussi de Vénus et Mars- le passage de 2011 était le plus proche depuis 200 ans. La dernière fois qu'un NEO de cette taille était passé près de la Terre, c'était en 1976 et les astronomes, à l'époque, n'avait pas été conscients du passage. Le prochain passage d'un NEO de cette taille est prévu en 2028. 2005 YU55 mesure à peu près 400m (1300ft) de diamètre et tourne sur lui-même en 18h. Vu la taille de l'astér&oiuml;de et ce passage rapproché, une campagne intensive d'observations radar, visuelles et infrarouges a eu lieu. Cet objet sombre, cependant, en termes d'astronomie amateur ne devait pas dépasser la magnitude 11 et nécessiter une ouverture de 15cm (6 pouces) ou plus
Certains pensent que c'est le NEO 2010 RF12, 7m de diamètre, qui la probabilité connue la plus importante (5%) d'impacter la Terre. Le 5-6/09/2095, il passera à 8700km de la Terre à la magnitude -12 et, en cas d'impact, il ne ferait qu'exploser dans la haute atmosphère. Le risque le plus élevé concerne l'astéroïde 2009 FB: il est de 1 sur 714, soit moins de 0,2%, en 2185
. voyez un schéma du recensement NEOWISE des astéroïdes gé-croiseurs (automne 2011) (schéma NASA/JPL-Caltech traduit et modifié site 'Amateur Astronomy')
Les programmes de recherche sur les NEOs se sont mit progressivement en place. Actuellement, deux programmes de surveillance, en particulier, appartiennent à la NASA: le Catalina Sky Survey (CSK), en Arizona, et le Pan-Starrs (Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System) à Hawaï. Au cours de l'été 1998, la NASA a créé le Near-Earth Object Observations Program ("programme d'observation des objets NEO") et le JPL est devenu le lieu où l'agence américaine a rassemblé et analysé les données concernant les NEO, le Near-Earth Object Program Office ("bureau du programme NEO") qui travaillerait avec les données fournies par le Minor Planet Center contrôlé par l'Union astronomique internationale et deviendrait le lieu où seraient rassemblées toutes les observations d'astéroïdes et de comètes et se coordonnerait avec les observatoires gérés par des universités aux Etats-Unis ainsi que les systèmes de surveillance spatiale de l'U.S. Air Force. Ce bureau, en 2016 fut renommé Center for Near-Earth Object Studies ("centre pour les études des NEO", CNEOS) en même temps qu'on établit le Planetary Defense Coordination Office ("bureau de coordination de la défense planétaire", PDCO) au quartier-général de la NASA à Washington. Un système du CNEOS, le "Sentry" recherche toute menace potentielle future d'impact pour la Terre sur 100 ans pour tout NEO connu! Plus récemment le CNEOS a aussi mis en place le système appelé Scout qui fournit plus d'analyses immédiates et automatiques de trajectoires pour les objets les plus récemment découverts (avant même que des observatoires indépendants ne confirment leur découverte). Enfin le Near-Earth Object Observations Program est responsable de 90% des découvertes de NEO (astéroïdes ou comètes). On connaît maintenant plus de 18000 NEO et le taux de découvertes s'établit à 40/semaine. Bien que le but du Congrès américain, en 1998, était de découvrir et cataloguer au moins 90% de tous les NEO plus grands qu'1 km de diamètre (2/3 de mile) et ait été dépassé et que beaucoup de progrès aient été faits pour ce qui est de la découverte et du suivi d'astéroïdes au cours de ces 20 dernières années, il reste encore à faire. En 2005, les législateurs américains ont mis en place un but nouveau et beaucoup plus ambitieux pour le Near-Earth Object Observations Program: découvrir 90% des NEO jusqu'à une taille de 140m (450 ft) avant l'année 2020. L'Assemblée générale des Nations Unies a approuvé le 15 février 2013 -le jour même de l'événement du bolide de Tchélyabinsk - la mise en place du International Asteroid Warning Network ("réseau international d'alerte astéroïdes", IAWN) pour une collaboration mondiale sur la détection et le suivi des risques d'impact potentiels ainsi que le Space Missions Planning Advisory Group ("groupe consultatif de planification des missions spatiales", SMPAG), un forum où les agences spatiales nationales collaborent sur des plans visant à prévenir tout impact éventuel d'astéroïde. En janvier 2014, le Comité directeur de l'IAWN a tenu sa première réunion, et le SMPAG s'est réuni pour la première fois plus tard dans l'année. TOTAS est une surveillance du ciel qui utilise le télescope d'1m, utilisant un logiciel amateur, de la Optical Ground Station de l'ESA à Teide, à Ténérife, dans les îles Canaries. Le programme sert à poser les bases d'une surveillance européenne des NEO dans le cadre du programme ESA dit "Space Situational Awareness" ou SSA, qui devait être décidé en 2012. Ce programme utilisera plusieurs télescopes d'1m pour surveiller le ciel entier chaque nuit, soit beaucoup plus qu'actuellement et devrait découvrir plusieurs NEO par semaine. Il emploiera un mélange d'astronomes professionnels et amateurs. Actuellement, de tels programmes de surveillance n'existent donc qu'aux Etats-Unis. Le seul programme d'envergure européen était un programme amateur, le "La Sagra Sky Survey" mené dans le Sud de l'Espagne. Ces amateurs ont rejoint l'ESA (l'agence spatiale européenne) en 2012 et un système de télescopes optiques automatisés va viser à détecter les astéroïdes trois semaines avant leur plus proche passage à la Terre. Les spécialistes de l'ESA prévoient un réseau de télescopes d'1 m dont le champ combiné permettra d'imager l'ensemble du ciel en une nuit. L'Europe pense qu'il existe près d'un-demi million de NEOs (jusqu'à 30m -10 ft- de diamètre)
Toutes les observations instrumentales (professionnelles ou amateurs) de NEO qui visent à déterminer leur position et orbite sont transmises au "Minor Planet Center" (MPC), qui est le centre officiel de l'Union Astronomique Internationale pour toutes ces données observationnelles. Une fois qu'une orbite initiale est déterminée, le MPC passe les données observationnelles au JPL, lequel calcule, sur la base des données observationnelles, une orbite avec une plus grande précision. On peut trouver les données orbitales de chaque NEO via la Small-Body Database du JPL ou leur système "Horizons system"
vers un tableau et un schéma plus détaillés des menaces et de leurs fréquences
Les propriétés physiques des NEO sont mal connues. Une étude dans l'infra-rouge par le télescope spatial Spitzer, depuis 2009, montre combien différentes sont leurs composition. Cela, de plus, laisse penser que les NEO ont des lieux d'origine différents, soit la ceinture des astéroïdes, entre Mars et Jupiter, soit plus loin dans le système solaire. Les NEO, d'une façon générale, comme les astéroïdes, sont probablement constitués de matériaux qui ont été formés dans la soupe primitive du système solaire. La diversité des NEO, en tout cas, est plus grande que prévue. L'étude montre également que la population des NEO se renouvelle en permanence, de nouveaux objets étant régulièrement créés
->L'ONU appelé à la rescousse!
La tendance la plus récente concernant les astéroïdes géo-croiseurs est de les considérer désormais comme "désastre naturel" de taille importante et d'appeler l'ONU à mettre en oeuvre pour contrer un astéroïde menaçant. Cet appel semble, de plus, amener des discours encore plus catastrophistes comme, par exemple, annoncer que, pour l'année 2009 seulement, 6 NEO ont une "très petite" probabilité de frapper la Terre. La détection précoce des NEO devrait amener à la possibilité d'opérations visant à dévier la course des plus dangereux
La question de protéger la Terre contre un NEO est compliquée car elle est devenue politique: certains veulent que ce soit l'ONU qui prenne en charge la question. Actuellement, les techniques les plus envisagées pour protéger la Terre de la menace d'un NEO sont la méthode "satellite-tracteur", une mission robotique s'arrimant au NEO et exerçant une minuscule mais constante poussée qui change l'orbite; une sonde qui s'écraserait sur le NEO -impact frontal ou par derrière- ce qui ralentirait ou accélèrerait représente une technique plus agressive pour modifier l'orbite d'un astéroïde géo-croiseur. Enfin, l'explosion d'une bombe atomique sur le NEO pourrait aussi être une possibilité -mais avec le risque que la faible densité du corps céleste le transforme en un nuage de débris dirigé sur la Terre. Pour ce qui est du choc sur le NEO, si le détournement n'était pas suffisant, on enverrait une seconde mission. La mission Dawn de la NASA qui, en 2005, a vu un impacteur frapper la comète Tempel 1, était un essai de ce type de méthode (même si les buts de la mission étaient avant tout scientifiques). Le premier problème est qu'un tel changement minime de trajectoire n'est utilisable que pour les NEO qui ne frapperaient la Terre que du fait que leur orbite ferait qu'il seraient capturés, à un point par la Terre, et lancé sur une trajectoire les menant vers elle ("capture par un "keyhole"") -de tels NEO peuvent parcourir plusieurs fois leur orbite sans présenter de risques avant de voir leurs orbites infléchies par le jeu des forces gravitationnelles du système solaire. Un astéroïde géo-croiseur qui, au contraire, viserait la Terre directement, devrait, lui, être détourné de plusieurs milliers de kilomètres. On notera aussi que l'on découvre des astéroïdes avec satellites, ou des astéroïdes doubles, ce qui pourrait compliquer la tâche. La question, enfin, se complique aussi du fait qu'elle devient politique et que certains souhaiteraient que ce soit l'ONU qui prenne la direction des opérations. Pour ce qui est des méthodes de détournement, le rapport de la NASA considère qu'une explosion nucléaire déclenchée près d'un NEO est de 10 à 100 fois plus efficace que toute autre méthode; l'impact d'un vaisseau spatial sur le NEO, d'autre part, est considéré comme la méthode la plus mature. Les techniques de "détournement lent" ("slow push") sont, pour l'instant, les plus chères et les moins prêtes sur le plan technique. Début 2013, une mission conjointe NASA-ESA (l'agence spatiale européenne) a été conçue, la mission AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment). Deux vaisseaux seraient lancés pour aller à la rencontre de Didymos, un astéroïde avec satellite, lequel passera près de la Terre en 2022. Un des vaisseaux, d'un poids de 300kg (600 livres), DART (Double Asteroid Redirection Test), s'écraserait sur le plus petit des deux astéroïdes et le dévierait de son orbite. Pendant ce temps, le vaisseau AIM (Asteroid Impact Monitor) observerait la collision. Celle-ci aurait lieu vers 10,5 millions de kilomètres de la Terre
Les autres méthodes visant à dévier un astéroïde géo-croiseur de sa course sont variées. On envisage, ainsi, un système électro-magnétique qui éjecterait de la poussière, un miroir parabolique qui orbiterait autour du NEO, chauffant la surface et créant un nuage de matériau vaporisé; on pourrait aussi peindre, ou couvrir la surface du NEO avec de la poussière de façon à modifier son albédo (ou, dans le même but, de faire exploser des explosifs à la surface pour dégager du matériau sous-jacent à albédo différent). On pourrait aussi fixer un petit moteur-fusée à l'astéroïde lui-même (dans ce cas, la nature poreuse des astéroïdes pourrait poser problème). On a aussi évoqué l'idée d'envelopper le NEO d'une voile solaire -ce qui produirait le même effet que modifier l'albédo- voile qui aurait été utilisée par la mission pour rejoindre l'astéroïde. L'option de l'explosion nucléaire n'en est pas vraiment une car elle pourrait briser l'astéroïde en de très nombreux fragments, ou le NEO pourrait absorber l'onde de choc. Les astéroïdes -les études l'ont montré- de plus, semblent surtout être des agglomérats de roches, donc des corps poreux. Une mission nucléaire, cependant, pourrait bien rester la seule option disponible du fait que certains NEO ne pourraient pas être détectés suffisamment tôt et nécessiteraient une solution rapide et nette, ou que, du temps étant possible, mais une mission exploratoire ayant été envoyée vers le NEO, elle aurait estimé que ce dernier était impropre à toute autre solution. D'autres solutions, récentes, proposent de placer une mission en orbite autour d'un NEO, la masse du satellite modifiant légèrement, gravitationnellement, la trajectoire de celui-ci (technique dite d'un "tracteur gravitationnel") ou de placer un ensemble d'écran entre le NEO et le Soleil de façon à modifier l'effet Yarkovsky (technique dite du "parasol"). Les actions préventives fondées sur le concept de déviation gravitationelle semblent les plus adaptées actuellement car on considère que la plupart des astéroïdes sont friables, qu'il absorbent les chocs et que, lorsqu'ils sont plus rigides, tout impact ou explosion risque seulement de multiplier le problème, de nombreux fragments restant alors sur la même trajectoire de collision
->pour une classification officielle et détaillée de tous les types de NEO et leurs différentes caractétistiques orbitales, le site le plus complet est celui-ci, de la NASA: Near Earth Object Program
 | Le schéma ci-dessus montre les différents types d'astéroïdes géo-croiseurs en fonction de leurs orbites (en anglais). cliquez vers une image plus grande. (fondé sur un document NASA) |
->L'impact de la Tounguska en détail
Le 30 juin 1908, près de la rivière sibérienne, la Podkamennaya, les personnes qui se trouvaient au poste de trappeurs de la région devinrent les témoins visuels d'un impact de NEO sur Terre. Les témoins racontent que, vers 7h 17, heure locale, le ciel, au Nord, fut partagé en deux, la partie haut au-dessus de la taïga, au Nord, s'embrasant. Suivirent un bang supersonique et une grande explosion d'impact, avec des bruits de pierre tombant du ciel -ou de canons- et la Terre tremblait. 2000 m
Il fallut attendre 1927 pour qu'une expédition scientifique soviétique puisse finalement atteindre la zone. Les pasteurs nomades du lieu pensaient que l'explosion avait été une malédiction jetée par leur dieu, Ogdy. On pense maintenant que l'astéroïde avait atteint la haute atmosphère à une vitesse de 54000 km/h (33500 miles/h), pesant 110 000 tonnes (220 millions de pounds). Lors de sa plongée vers la Terre, l'astéroïde chauffa l'air environnant jusqu'à 24500°C (44500°F) et, à une altitude de 8,5 km (28000 pieds), la pression et la chaleur firent que le NEO se fragmenta et se désintégra, produisant un météore et relâchant une énergie équivalente à 185 bombes d'Hiroshima. C'est cela qui a fait que l'impact n'a pas produit de cratère mais, au contraire, une onde de choc. Celle-ci, au plus près de l'impact, lorqu'elle était encore rapide n'a fait que casser les branches des arbres, ne laissant que les troncs (vu la violence du souffle, les branches n'ont pas eu le temps de transmettre celui-ci à l'arbre entier) alors que, plus loin, elle a abattu la forêt
Des signatures sismiques de l'évènement furent enregistrées jusqu'en Angleterre et des nuages d'impact se formèrent à haute altitude au-dessus de la Sibérie, réfléchissant en altitude la lumière du Soleil. On rapporta que le ciel était luminescent jusqu'en Asie, où les gens pouvaient lire le journal, à l'extérieur, jusqu'à minuit... Certains pensent, étant donné les nuages luminescents observés après l'impact, qu'il se serait agi plus d'une comète que d'un astéroïde car seule une comète aurait produit une grande quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère, laquelle aurait finalement produit ces nuages
Parmi les explications moins scientifiques, celle-ci, récente (2009), d'un scientifique russe: l'explosion en altitude aurait été due au fait que le pilote d'un vaisseau extra-terrestre se serait sacrifié, en percutant un astéroïde qui menaçait de s'écraser. Des plaques de quartz portant d'étranges dessins, qui ont été trouvées sur les lieux de l'impact, seraient les restes du tableau de bord du vaisseau...
