NEO-Shield, un projet spatial pour protéger la Terre des astéroïdes

L’Union européenne veut protéger la Terre contre les impacts d'astéroïdes ou de comètes géocroiseurs. Elle vient de donner son feu vert au financement de NEO-Shield, une ambitieuse étude pour déterminer la meilleure technique. Interrogé par Futura-Sciences, Erwan Kervendal, responsable à Toulouse de NEO-Shield, nous explique les trois scénarios envisagés.

Les géocroiseurs (Near Earth Objects, NEO) sont des objets dont l’orbite les amène à couper celle de la Terre. Cette proximité est un réel sujet de préoccupation et nécessite que l’on protège la Planète bien mieux qu'on ne le fait aujourd’hui. Pour ne pas subir le sort des dinosaures ou revenir à l’âge de pierre, scientifiques et industriels du programme NEO-Shield se sont réunis il y a quelques semaines pour discuter de la meilleure façon d’éviter l’impact d’un objet filant droit vers la Terre.

Réunion qui a porté ses fruits. L’Union européenne a décidé de financer une étude portant sur la définition de trois concepts susceptibles de protéger la Terre contre les impacts de géocroiseurs.

Rassurez-vous, les possibilités qu’un objet s’écrase contre la Terre sont très faibles. Le dernier événement significatif en date est celui de l’explosion en 1915 d’un astéroïde de plusieurs dizaines de mètres au-dessus d’une région inhabitée de Toungouska (Sibérie). Reste que s’il n’est pas possible de prédire la chute d’un astéroïde ou d’une comète sur la Terre, on estime qu’environ 1.000 objets sont potentiellement dangereux (Potentially Hazardous Objects). Il s'agit d'objets dont le diamètre dépasse les 140 mètres et dont l'orbite coupe celle de la Terre.

NEO-Shield, pour se protéger des géocroiseurs

Ce futur bouclier NEO-Shield constituera la plus importante activité internationale menée dans ce domaine et mobilisera des institutions et entreprises issues de toute l’Europe, des États-Unis et de la Russie. Ces projets seront coordonnés par l’Institut de planétologie du DLR à Berlin. Astrium en sera le chef de file industriel et cordonnera les activités en vue de mettre au point une première mission de démonstration.

Pour comprendre ce programme, Futura-Sciences a rencontré Erwan Kervendal, responsable à Toulouse de NEO-Shield pour Astrium. Cet ingénieur de formation a travaillé sur les programmes lunaire (Lunar lander) et martien (retour d’échantillons) de l’Esa, notamment dans le domaine du guidage, navigation, contrôle (GNC). Depuis juin 2011, il est responsable de l’équipe études GNC.

« Nous avons identifié trois concepts qui nous semblent être les plus réalistes », nous explique-t-il. Ces trois années et demie vont permettre de définir à quoi pourrait ressembler le futur bouclier de la Terre contre les géocroiseurs et voir de quelle « manière on peut avancer sur ces concepts ». À l’issue de ce travail, il sera peut-être possible de « statuer sur la non-pertinence d’un des trois scénarios ».

Quel que soit le concept retenu pour protéger la Terre d’un géocroiseur, une sonde sera envoyée en éclaireur pour mieux connaître la cible à fragmenter ou à dévier. © Astrium

Des trois scénarios, le plus surprenant est celui qui consiste à faire dévier un astéroïde de sa trajectoire initiale par « l’attraction (gravité) induite par une sonde volant en formation avec l’astéroïde ». Le deuxième scénario, le plus prometteur, verrait le lancement d’un « engin à très grande vitesse pour percuter l’astéroïde de façon à le dévier de sa trajectoire et éviter une collision avec la Terre ». Quant à la dernière méthode envisagée, la plus délicate, elle prévoit également une déviation mais à l’aide d’une explosion proche de la surface de l’astéroïde. L’idée est de faire exploser une charge nucléaire à « proximité de l’objet en espérant que l’onde de choc modifie sa trajectoire de rencontre avec la Terre ». Cette méthode serait bien évidemment utilisée comme un « dernier recours dans le cas où l’objet n’aurait pas été détecté suffisamment tôt pour planifier une des deux méthodes précédentes ».

La précision, maître mot de ce futur bouclier

Pour chaque scénario, « nous avons identifié plusieurs points durs » dont certains sont communs aux trois propositions, par exemple la précision concernant le guidage, la navigation et le contrôle jusqu’au rendez-vous avec le géocroiseur.

Chaque scénario a ses avantages et ses inconvénients. Le remorquage gravitationnel nécessite que l’on s'y prenne très tôt car « plusieurs années seront nécessaires pour dévier un astéroïde de sa trajectoire ». Ce concept sera étudié par l’Institut Carl Sagan de Palo Alto, en Californie, qui entreprendra également des travaux similaires au profit de la Nasa. Quant à l’impact cinétique, ses inconvénients concernent l’impulsion qui sera infime mais devra être suffisante pour dévier l’astéroïde de trajectoire et la prévision du comportement des débris qui en résultera. « D’où des études à réaliser sur la formation et la propagation des débris d’un objet solide », qui sera étudiée par Astrium. Le concept de déviation par effet de souffle, obtenu par l’utilisation d’une charge nucléaire, sera exploré par l’institut de recherche russe TsNIImash, qui s’attardera également sur les effets non désirables qu’elle peut provoquer, en travaillant pour le compte de l’Agence spatiale russe Roscosmos.

Le concept de l’impact cinétique sera certainement retenu pour une mission de démonstrateur. Cette mission nécessite l’utilisation de technologies de guidage, de navigation et de contrôle que maîtrise l’industrie spatiale européenne et qu’Astrium met en œuvre dans le programme ATV de l’Esa. © Astrium

Pour chaque scénario de mission, un concept réaliste va être proposé. « De sa faisabilité aux technologies que l’on va utiliser à son financement et aux questions éthiques », de nombreux paramètres vont être passés en revue de façon à « permettre de lever certaines options pour rendre ces scénarios réalisables ». Si les technologies actuelles rendent possible d’envisager des missions de déviation d’astéroïdes, « une adaptation de ces technologies à ces missions sera forcément nécessaire ». Le challenge technique consistera donc à « mettre au point des missions suffisamment robustes, d’une très grande fiabilité et capables de fonctionner pendant toute la durée de leur mission, de la phase de croisière et de navigation qui prendra plusieurs années, au jour J qu’il ne faudra absolument pas rater ». Il faut garder à l’esprit que cette protection de la Terre ne va pas se jouer à quelques encablures de nous mais à des distances très éloignées. « On parle de missions qui dureront plusieurs années, voire deux décennies. »

Enfin, pour rendre ce bouclier efficace, il sera nécessaire de connaître de façon très précise la composition et la trajectoire de chaque astéroïde potentiellement dangereux. Ce qui n'est absolument pas le cas aujourd’hui. C’est pourquoi on assiste régulièrement à des alertes, toujours levées. C’est un « réel sujet de préoccupation » et « nous comptons aussi sur la mission Gaia » de l’Agence spatiale européenne. Si cette mission, dont le lancement est prévu en 2013, a pour objectif principal d'établir la carte la plus précise possible d’un milliard d’étoiles de notre galaxie, elle va également « permettre d’avoir plus d’informations pour surveiller de nombreuses familles d’astéroïdes qui croisent près de la Terre ». Quant aux nombreux réseaux de surveillance du ciel, on s’attend, sur ces prochaines années, à ce qu'ils montent en puissance pour être en mesure de « caractériser aussi finement que possible l’orbite des géocroiseurs les plus menaçants ». Il ne faudrait pas lancer une mission à la rencontre d’un objet et s’apercevoir plusieurs années après son lancement qu’il ne représente plus une menace...

Erwan Kervendal nous précise qu'à l’issue de ces trois années et demie, « nous proposerons à l’Esa et l’Union européenne de financer un démonstrateur » qui sera très vraisemblablement une mission d’impact au « retour scientifique significatif ». Il y a quelques années, ce concept avait déjà été étudié par Astrium au profit de l’Agence spatiale européenne pour la mission Don Quichotte, abandonnée en 2006.

Source : http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronautique/d/neo-shield-un-projet-spatial-pour-proteger-la-terre-des-asteroides_36290/