Les astéroïdes géo-croiseurs (NEO)

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, les NEO sont des astéroïdes et comètes qui s'approchent du Soleil à une distance de 1,3 UA (195 millions de km -121 millions de miles) ou moins. 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 risques d'impact

Le NEO 99942 Apophis, qui représentait une menace pour la Terre le 13 avril 2029 car il devait passer en-dessous de l'orbite géo-stationnaire, a été déclassifié en tant que menace. Mais il reste une menace, pour le 13 avril 2036, cette fois, du fait que la Terre aura modifié son orbite lors du premier passage, plaçant l'astéroïde sur une orbite sur laquelle il pourrait être capturé, à un point par la gravité terrestre, et lancé sur une trajectoire le menant vers la Terre ("capture par un "keyhole"")... On en saura plus en 2011 ou en 2013, lorque la décision d'envoyer une mission vers l'astéroïde sera prise. Il s'agira d'essayer de modifier l'orbite du NEO. Dans tous les cas, il se trouve que le 13 avril est l'anniversaire du webmaster de ce site :-) L'astéroïde a une taille de 210 par 330 m (690 par 1080 ft) et, s'il y a impact, ce serait dans l'Atlantique, déclenchant des tsunamis terrifiants et obscurcissant l'atmosphère pour une durée indéterminée. Une bonne nouvelle est que l'astéroïde, peut-être, pourrait entrer en collision avec un autre astéroïde

La plupart des astéroïdes géo-croiseurs plus grand qu'un 1 km de diamàtre devraient être catalogués à l'horizon 2008. De tels objets pourraient engendrer des dommages civilisationnels ou régionaux en cas d'impact avec la Terre, et ils ont une fréquence d'impact d'un impact tous les 500 000 ans (ou d'un impact tous les moins de 100 000 ans -les sources varient). Sur les 4300 objets qui correspondent au critère, on en a trouvé 700 jusqu'à présent, dont 120 ont le potentiel de frapper la Terre (les statistiques, en fait, montrent qu'un seul le ferait vraiment). Pour après 2008, et par rapport aux objets dont le diamètre est plus petit que 1 km, une nouvelle étude sera lancée qui visera à cataloguer 90% des NEO plus grands que 140 m. L'étude vise à se terminer en 2020. Il se pourrait que l'on puisse dénombrer 40000 astéroïdes géo-croiseurs de ce type... Comme les comètes à longue période ne représentent qu'1% du risque ne seraient pas partie de l'étude et les comètes à courte période ainsi que les autres grands NEO que l'étude actuelle n'aurait pas découverts en ferait partie. Cette seconde étude prendrait entre 7 et 20 ans et, de plus, prendrait aussi en compte les NEOS d'une taille entre 140 et 50 m (qui est la limite pour qu'un NEO puisse atteindre la surface de la Terre). Les objets d'une taille entre 50 et 100 m seraient à peu près un-demi million, avec une fréquence d'impact d'un impact tous les 1000 à 3000 ans (les objets d'une taille de 100 m aurait une fréquence d'un impact entre chaque quelques centaines d'années et 1000 ans). Ces NEO sont de la taille de l'astéroïde de la Tungouska qui s'était écrasé en Sibérie en 1908) et ils peuvent causer des dommages locaux et des tsunamis. On notera que tous les programmes de recherche, malheureusement, ne prennent pas en compte l'hémisphère sud. On sait, par ailleurs, que certains NEO de petite taille se déplacent en essaims -ou "courants" et que de grands astéroïdes (de 400 m -1300ft- de diamètre) passent tous les 5 ans à moins de 2 distances Terre-Lune. Enfin, on pense, qu'au total, il y a 1 million d'astéroïdes. Tout objet de moins de 50 m (160 ft) explose dans la haute atmosphère de la Terre et n'atteint pas la surface

Le programme en cours de détection, suivi, cataloguage et caractérisation des astéroïdes géo-croiseurs visent ceux dont le diamètre est égal ou supérieur à 140 m et dont la distance au Soleil, au périhélie est inférieure à 1,3 UA. Ce but devrait être atteint à 90% d'ici 15 ans. Un rapport de la NASA, de mars 2007, se donne comme nouveau but d'étudier, cette fois, d'ici la fin 2020, 90% de tous les NEO plus grand que 140 m, avec une orbite passant à moins de 0,05 UA de l'orbite de la Terre (ces objets sont appelés des "PHO", "Potentially Hazardous Objects", "objets potentiellement dangereux"). Cela, pratiquement, signifie que l'on abandonne le projet d'étudier tous les astéroiïdes géo-croiseurs. On envisage, par ailleurs, de nouvelles techniques de repérage -essentiellement un télescope dans l'infra-rouge en orbite à la distance de Vénus
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

vers un tableau et un schéma plus détaillés des menaces et de leurs fréquences

Les parades

La plus récente théorie, en matière de comment détourner un NEO qui viserait la Terre, consiste à envoyer un vaisseau spatial qui impacterait l'astéroïde géo-croiseur -impact frontal, ou par derrière- ne faisant que le ralentir -ou l'accélérer- suffisamment pour que, sur le long terme, la trajectoire puisse être suffisamment modifiée. Si le détournement n'était pas suffisant, on enverrait une seconde mission. 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

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

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. cliquez vers une image plus grande (fondé sur un document NASA)

L'impact de la Tougunska 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 m2 (800 miles carré; 32 km par 64) de forêt furent couchés, abattant 80 millions d'arbres, selon un schéma radial, dans cette région déserte de la Sibérie. L'explosion tua aussi des centaines de rennes des troupeaux locaux. Certains témoins de l'impact, au poste des trappeurs, furent projetés à quelques mètres de là où ils se trouvaient
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...