13.2 : Les astéroïdes et la défense planétaire
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Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez en mesure de :
- Reconnaître la menace que les objets géocroiseurs représentent pour la Terre
- Discutez des stratégies défensives possibles pour protéger notre planète
Les astéroïdes ne se trouvent pas tous dans la ceinture d'astéroïdes principale. Dans cette section, nous examinons certains groupes spéciaux d'astéroïdes dont les orbites s'approchent ou croisent l'orbite de la Terre. Ils présentent le risque d'une collision catastrophique avec notre planète, comme celle qui a tué les dinosaures il y a 65 millions d'années.
Des astéroïdes approchant la Terre
Les astéroïdes qui s'éloignent loin de la ceinture principale intéressent surtout les astronomes. Mais les astéroïdes qui se dirigent vers l'intérieur, en particulier ceux dont l'orbite se rapproche de la Terre ou la croise, intéressent les dirigeants politiques, les planificateurs militaires et, en fait, tous ceux qui vivent sur Terre. Certains de ces astéroïdes deviennent brièvement l'objet céleste le plus proche de nous.
En 1994, un objet d'un kilomètre a été repéré en passant plus près que la Lune, suscitant un vif intérêt dans les médias. Aujourd'hui, il est courant de lire de petits astéroïdes s'approchant si près de la Terre. (Ils étaient toujours là, mais ce n'est que ces dernières années que les astronomes ont pu détecter des objets aussi faibles.)
En 2013, un petit astéroïde a frappé notre planète, traversant le ciel au-dessus de la ville russe de Tcheliabinsk et explosant sous l'énergie d'une bombe nucléaire (Figure\(\PageIndex{1}\)). L'impacteur était un objet pierreux d'environ 20 mètres de diamètre, explosant à environ 30 kilomètres de haut avec une énergie de 500 kilotonnes (environ 30 fois plus que les bombes nucléaires larguées sur le Japon pendant la Seconde Guerre mondiale). Personne n'a été blessé par l'explosion elle-même, bien qu'elle soit brièvement devenue aussi brillante que le soleil, attirant de nombreux spectateurs vers les fenêtres de leurs bureaux et de leurs maisons. Lorsque l'onde de choc provoquée par l'explosion a atteint la ville, elle a soufflé par les fenêtres. Environ 1 500 personnes ont dû consulter un médecin à la suite de blessures causées par la vitre brisée.
Une explosion atmosphérique beaucoup plus importante a eu lieu en Russie en 1908, provoquée par un astéroïde d'environ 40 mètres de diamètre, libérant une énergie de 5 mégatonnes, soit la puissance des armes nucléaires les plus puissantes d'aujourd'hui. Heureusement, la zone directement touchée, sur la rivière Tunguska en Sibérie, n'était pas peuplée et personne n'a été tué. Cependant, la superficie de forêt détruite par l'explosion était égale à la taille d'une grande ville (Figure\(\PageIndex{1}\)).
Comme toutes les comètes qui se rapprochent de notre planète, ces astéroïdes sont collectivement appelés objets géocroiseurs (NEO). Comme nous le verrons (et comme les dinosaures l'ont découvert il y a 65 millions d'années), la collision d'un objet géocroiseur de grande taille pourrait être une catastrophe pour la vie sur notre planète.
Visitez la compilation vidéo du météore de Tcheliabinsk qui sillonnait le ciel de la ville le 15 février 2013, telle qu'elle a été prise par des personnes qui se trouvaient dans la région au moment de l'accident.
Regardez cette vidéo d'une conférence non technique de David Morrison pour regarder « The Chelyabinsk Meteor : Can We Survive a Bigger Impact ? » Le Dr Morrison (Institut SETI et centre de recherche Ames de la NASA) parle de l'impact de Tcheliabinsk et de la manière dont nous apprenons à connaître les objets géocroiseurs et à nous protéger ; l'exposé est tiré de la série de conférences d'
Les astronomes ont insisté sur le fait que la première étape pour protéger la Terre des impacts futurs d'objets géocroiseurs doit être de découvrir quels sont les impacteurs potentiels présents. En 1998, la NASA a lancé le Spaceguard Survey, dans le but de découvrir et de suivre 90 % des astéroïdes approchant de la Terre de plus d'un kilomètre de diamètre. La taille d'un kilomètre a été sélectionnée pour inclure tous les astéroïdes capables de provoquer des dommages globaux, et pas seulement des effets locaux ou régionaux. À 1 kilomètre ou plus, l'impact pourrait projeter une telle quantité de poussière dans l'atmosphère que la lumière du soleil s'estomperait pendant des mois, provoquant des mauvaises récoltes à l'échelle mondiale, un événement qui pourrait menacer la survie de notre civilisation. L'objectif de 90 % de Spaceguard a été atteint en 2012 lorsque près d'un millier de ces astéroïdes proches de la Terre (NEA) d'un kilomètre ont été découverts, ainsi que plus de 10 000 astéroïdes plus petits. La figure\(\PageIndex{2}\) montre comment le rythme des découvertes de l'AEN a augmenté ces dernières années.
Comment les astronomes savaient-ils qu'ils avaient découvert 90 % de ces astéroïdes ? Il existe plusieurs façons d'estimer le nombre total, avant même qu'ils ne soient localisés individuellement. L'une des solutions consiste à observer le nombre de grands cratères sur la Maria lunaire sombre. N'oubliez pas que ces cratères ont été créés par des impacts, tout comme ceux que nous envisageons. Ils sont préservés sur la surface sans air de la Lune, alors que la Terre efface rapidement les empreintes des impacts passés. Ainsi, le nombre de grands cratères sur la Lune nous permet d'estimer la fréquence à laquelle des impacts se sont produits à la fois sur la Lune et sur la Terre au cours des derniers milliards d'années. Le nombre d'impacts est directement lié au nombre d'astéroïdes et de comètes sur des orbites traversant la Terre.
Une autre approche consiste à déterminer à quelle fréquence les levés (qui sont des recherches automatisées de points lumineux faibles qui se déplacent entre les étoiles) permettent de redécouvrir un astéroïde déjà connu. Au début d'une enquête, toutes les NEA découvertes seront nouvelles. Mais au fur et à mesure que l'enquête sera plus complète, de plus en plus de points mobiles enregistrés par les caméras d'enquête seront des redécouvertes. Plus chaque étude comporte de redécouvertes, plus notre inventaire de ces astéroïdes doit être complet.
Nous avons été soulagés de constater qu'aucune des NEA découvertes jusqu'à présent ne suit une trajectoire susceptible d'avoir un impact sur la Terre dans un avenir prévisible. Cependant, on ne peut pas parler de la poignée d'astéroïdes de plus d'un kilomètre qui n'ont pas encore été découverts, ni des plus petits astéroïdes beaucoup plus nombreux. On estime qu'il y a un million de NEA capables de toucher la Terre qui mesurent moins d'un kilomètre tout en étant suffisamment grandes pour détruire une ville, et nos études ont révélé moins de 10 % d'entre elles. Les chercheurs qui travaillent sur des orbites d'astéroïdes estiment que pour les astéroïdes plus petits (et donc plus faibles) que nous ne suivons pas encore, nous recevrons un avertissement d'environ 5 secondes indiquant que l'un d'eux va toucher la Terre. En d'autres termes, nous ne le verrons pas avant qu'il ne pénètre dans l'atmosphère. De toute évidence, cette estimation nous donne beaucoup de motivation pour poursuivre ces études afin de suivre le plus grand nombre possible d'astéroïdes.
Bien que totalement prévisibles sur une période de quelques siècles, les orbites des astéroïdes qui s'approchent de la Terre sont instables sur de longues périodes car elles sont stimulées par les attractions gravitationnelles des planètes. Ces objets finiront par connaître l'un des deux destins suivants : soit ils percuteront l'une des planètes terrestres ou le Soleil, soit ils seront éjectés par gravité du système solaire interne à la suite d'une rencontre imminente avec une planète. Les probabilités de ces deux résultats sont à peu près les mêmes. Le délai d'impact ou d'éjection n'est que d'une centaine de millions d'années, très court par rapport à l'âge de 4 milliards d'années du système solaire. Les calculs montrent qu'environ un quart seulement des astéroïdes qui s'approchent actuellement de la Terre finiront par entrer en collision avec la Terre elle-même.
Si la majeure partie de la population actuelle d'astéroïdes approchant de la Terre doit être éliminée par impact ou par éjection dans cent millions d'années, il doit y avoir une source continue de nouveaux objets pour reconstituer notre réserve d'appareils géocroiseurs. La plupart d'entre eux proviennent de la ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter, où les collisions entre astéroïdes peuvent éjecter des fragments sur des orbites traversant la Terre (voir Figure\(\PageIndex{3}\)). D'autres peuvent être des comètes « mortes » qui ont épuisé leurs matières volatiles (nous en parlerons dans la section suivante).
L'une des raisons pour lesquelles les scientifiques s'intéressent à la composition et à la structure intérieure des NEA est que les humains devront probablement se défendre contre l'impact d'un astéroïde un jour. Si jamais nous trouvions l'un de ces astéroïdes sur une trajectoire de collision avec nous, nous devrions le dévier pour qu'il rate la Terre. Le moyen le plus simple de le dévier serait d'y écraser un vaisseau spatial, soit en le ralentissant, soit en l'accélérant, en modifiant légèrement sa période orbitale. Si cela était fait plusieurs années avant la collision prévue, l'astéroïde manquerait complètement la planète, faisant de l'impact d'un astéroïde le seul danger naturel que nous pourrions éliminer complètement grâce à l'application de la technologie. Une telle déviation pourrait également être effectuée en faisant exploser une bombe nucléaire à proximité de l'astéroïde pour le faire dévier de sa trajectoire.
Pour obtenir une déflexion réussie par l'une ou l'autre technique, nous devons en savoir plus sur la densité et la structure intérieure de l'astéroïde. Un impact d'engin spatial ou une explosion à proximité auraient un effet plus important sur un astéroïde rocheux solide tel qu'Éros que sur un tas de gravats. Pensez à escalader une dune de sable plutôt qu'à gravir une colline rocheuse avec la même pente. Sur la dune, une grande partie de notre énergie est absorbée par le sable glissant. La montée est donc beaucoup plus difficile et demande plus d'énergie.
La communauté internationale s'intéresse de plus en plus au problème des impacts d'astéroïdes. Les Nations Unies ont créé deux comités techniques sur la défense planétaire, reconnaissant que la planète entière est menacée par les impacts d'astéroïdes. Cependant, le problème fondamental demeure celui de trouver des accords environnementaux environnementaux à temps pour que des mesures défensives soient prises. Nous devons être capables de trouver le prochain impacteur avant qu'il ne nous trouve. Et c'est le travail des astronomes.
Concepts clés et résumé
Les astéroïdes géocroiseurs (NEA) et les objets géocroiseurs (NEO) en général présentent un intérêt en partie en raison de leur potentiel de collision avec la Terre. Ils se trouvent sur des orbites instables et, sur une échelle de 100 millions d'années, ils vont soit percuter l'une des planètes terrestres, soit le Soleil, soit être éjectés. La plupart d'entre elles proviennent probablement de la ceinture d'astéroïdes, mais certaines peuvent être des comètes mortes. L'étude Spaceguard de la NASA a révélé que 90 % des objets géocroiseurs géantes mesuraient plus d'un kilomètre, et aucune de celles découvertes jusqu'à présent ne se trouvait sur une trajectoire de collision avec la Terre. Les scientifiques travaillent activement sur les technologies possibles de défense planétaire au cas où des objets géocroiseurs seraient découverts sur une trajectoire de collision avec la Terre des années à l'avance. Pour l'instant, la tâche la plus importante est de poursuivre nos études, afin de trouver le prochain impacteur terrestre avant qu'il ne nous trouve.
Lexique
- Objet géocroiseur (NEO)
- une comète ou un astéroïde dont la trajectoire croise l'orbite de la Terre
- Astéroïdes géocroiseurs (NEA)
- un astéroïde approchant de la Terre, dont l'orbite pourrait l'amener sur une trajectoire de collision avec notre planète