La NASA se dote d’un nouveau système pour repérer les astéroïdes susceptibles de nous frapper.
Sentry-II est un système de surveillance des impacts de nouvelle génération qui pourrait soutenir des projets tels que la mission DART, pour « Double Asteroid Redirect Test », qui s’est envolée à bord d’un Falcon 9 de SpaceX en novembre. L’engin spatial atteindra le système d’astéroïdes Didymos entre le 26 septembre et le 1er octobre 2022. Il percutera intentionnellement l’astéroïde Dimorphos à une vitesse d’environ quatre miles par seconde (quatre kilomètres par seconde), selon la NASA.
Comme le note l’agence spatiale américaine, les astéroïdes se déplacent de manière assez prévisible autour du système solaire et suivent des « trajectoires orbitales connaissables. Mais parfois, ces trajectoires peuvent s’approcher très près de la position future de la Terre et, en raison de petites incertitudes dans les positions des astéroïdes, un futur impact terrestre ne peut être complètement exclu », précise l’agence américaine. Sentry-II succède au premier système de surveillance de l’AEN Sentry, mis au point par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en 2002.
Intégrer l’effet Yarkovsky
Le premier Sentry pouvait calculer les probabilités d’impact d’un astéroïde nouvellement découvert au cours du siècle prochain, tandis que Sentry-II pourra calculer rapidement les probabilités d’impact de tous les NEA connus. Il existe actuellement environ 28 000 NEA déjà découverts. Sentry-II doit notamment permettre à la NASA d’évaluer en toute confiance tous les impacts potentiels avec des probabilités aussi faibles que quelques chances sur 10 millions.
Ce n’est pas tout : Sentry-II peut également tenir compte de cas particuliers. Alors que Sentry pouvait tenir compte de la force de gravitation exercée par le soleil et les planètes voisines, il ne pouvait en effet pas prendre en compte des forces non gravitationnelles, telles que les forces thermiques causées par la chaleur du soleil.
« Lorsqu’un astéroïde tourne, la lumière du soleil chauffe la face diurne de l’objet. La surface chauffée va ensuite tourner vers la face nocturne ombragée de l’astéroïde et se refroidir », explique-t-on du côté de la NASA. « L’énergie infrarouge est libérée lors de son refroidissement, générant une poussée minuscule, mais continue sur l’astéroïde. Ce phénomène est connu sous le nom d’effet Yarkovsky. Il n’a que peu d’influence sur le mouvement de l’astéroïde sur de courtes périodes, mais peut modifier considérablement sa trajectoire sur des décennies et des siècles. »
En raison de l’incapacité de Sentry à calculer l’effet Yarkovsky, les ingénieurs de la NSA ont dû effectuer des analyses manuelles fastidieuses, explique le chercheur Davide Farnocchia, qui a participé au développement de Sentry-II. « Chaque fois que nous rencontrions un cas particulier – comme les astéroïdes Apophis, Bennu ou 1950 DA – nous devions effectuer des analyses manuelles complexes et longues. Avec Sentry-II, nous n’avons plus à le faire », relève ce dernier. Sentry n’était pas non plus en mesure d’évaluer avec précision les probabilités des astéroïdes qui se déplacent extrêmement près de la Terre.
Un algorithme amélioré
Sentry-II supprime donc la dépendance de l’algorithme à l’égard des hypothèses prédéterminées qui sous-tendent la manière dont Sentry a modélisé l’orbite la plus probable d’un astéroïde. « Sentry-II a une philosophie différente », explique la NASA. « Le nouvel algorithme modélise des milliers de points aléatoires sans être limité par des hypothèses sur la façon dont la région d’incertitude peut évoluer ; au lieu de cela, il sélectionne des points aléatoires dans toute la région d’incertitude. L’algorithme de Sentry-II pose alors la question suivante : quelles sont les orbites possibles dans toute la région d’incertitude qui pourraient toucher la Terre ? »
Et de comparer le processus d’identification d’une orbite probable à la recherche d’aiguilles dans une botte de foin, les aiguilles représentant les scénarios d’impact possibles et la botte de foin représentant la zone d’incertitude. Plus la position d’un astéroïde est incertaine, plus la botte de foin est grande. « Sentry a tiré au hasard des milliers de fois sur la botte de foin à la recherche d’aiguilles situées près d’une ligne unique qui traverse la botte », indiquent les chercheurs de la NASA.
« L’hypothèse était que suivre cette ligne était la meilleure façon de chercher des aiguilles. Mais Sentry-II ne suppose aucune ligne et lance au contraire des milliers de petits aimants de manière aléatoire sur cette botte de foin, qui sont rapidement attirés par les aiguilles proches, puis les trouvent. »
