30 Juin 2018

Le CNES et les astéroïdes, une longue histoire

Il y a beaucoup à apprendre de ces petits corps, avec lesquels le CNES a une relation particulière. À l’occasion de cet « Asteroid Day 2018 », échanges avec Francis Rocard, responsable du programme d’exploration du Système Solaire et Philippe Gaudon, responsable du programme Rosetta au CNES.

Asteroid Day

Il y a 110 ans aujourd’hui, une météorite dont le diamètre était compris entre 30 et 40 mètres s’est désintégrée au-dessus de la Sibérie. Ce qui sera plus tard appelé « Événement de la Toungouska » est un rappel permanent du danger que peuvent poser les astéroïdes, tout comme le bolide de Chelyabinsk en 2013. « Il a fait plusieurs milliers de blessés car il a explosé lors de sa rentrée, explique F. Rocard, chargées en eau, certaines météorites assez petites peuvent faire des dégâts en explosant à cause de l’échauffement dans l’atmosphère, il est important de partager ces connaissances avec le public ».

Car le CNES s’intéresse de près à ces résidus de planètes non formées ou détruites par de violentes collisions au cours de la genèse de notre Système Solaire. Avec le développement de nouveaux instruments au sol et en orbite, près de 50 000 nouveaux astéroïdes sont découverts chaque année (plus de 800 000 à ce jour), la majorité dans la Ceinture Principale d'astéroïdes, entre Mars et Jupiter. Plusieurs milliers d’entre eux sont des géocroiseurs, leur orbite croise celle de la Terre … Mais moins de 2 000 sont classés « Potentiellement Dangereux » et la probabilité d’une collision avec l’un d’entre eux est extrêmement faible. Toutefois, les astéroïdes ne sont pas étudiés que pour le danger qu’ils représentent. Ce sont avant tout de formidables témoins de la dynamique du Système Solaire.

Des survols de précision

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Images de l'astéroïde Steins prises lors de son survol par la sonde Rosetta le 5 septembre 2008. Credits : ESA ©2008 MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA

En 2008, la sonde Rosetta a survolé Steins, le premier des deux astéroïdes qu’elle a observé avant la phase principale de sa mission pour étudier la comète 67P « Churi ». Puis en 2010, Lutetia. Pour P. Gaudon, « C’est un très bon souvenir : les survols de Steins et Lutetia, un pour chaque orbite que la sonde Rosetta a effectué à travers la ceinture d’astéroïdes, représentaient des opportunités uniques. Steins intriguait les scientifiques car il sortait du lot, il est ce qu’on appelle un astéroïde de « type E », et nous voulions savoir de quoi il était constitué. Lutetia était lui aussi assez spécial, se rapprochant du type M (Métallique). Pour les scientifiques de Rosetta et nos équipes au CNES, c’était aussi une occasion d’utiliser les instruments de la mission dans un cadre opérationnel avant d’arriver près de la comète 67P, et donc d’adapter nos procédures pour mieux fonctionner plusieurs années après. » Des opérations complexes, préparées environ 6 mois à l’avance, pour pouvoir les survoler dans de bonnes conditions d’observation.

Un pas vers l’inconnu aussi, car Steins et Lutetia étaient observés pour la première fois de près « Nous savions que nous aurions toujours des surprises » confirme P. Gaudon. Les deux astéroïdes ont fourni de nouveaux résultats de recherche. Steins, par exemple, est un assemblage de petit morceaux recomposés qui lui donnent sa forme spécifique en diamant, de 6 km dans son plus grand diamètre. Et Lutetia, survolé à 3 100 km de distance, a livré sa masse et sa densité mais aussi une surprise, celle d’une différenciation au moins partielle : sous l’effet de son propre poids l’astéroïde a pu se réorganiser partiellement en couches de différentes densités, ce que l’on pensait impossible sur d’aussi petits corps …

Le CNES, qui a survolé 2 des astéroïdes parmi les 14 approchés par des sondes, réitère l’expérience en 2018 en profitant de la mission japonaise Hayabusa2 et posera l’atterrisseur franco-allemand Mascot sur l’astéroïde Ryugu. « Nous avons une affinité et une véritable expertise unique au monde avec les petits corps du Système Solaire, explique P. Gaudon. Le fait d’avoir été les premiers et les seuls à se poser sur une comète, c’est une caractéristique assez unique. L’expertise franco-allemande va donc resservir, et nous l’espérons plusieurs fois. Il y a une extraordinaire variété de petits corps dans le système solaire, et nous ne les comprenons pas encore tout à fait. Nous cherchons par exemple à relier correctement les restes de météorites que l’on retrouve sur Terre et les astéroïdes connus, à les analyser et à les classer, il reste encore beaucoup de travail ! De la même façon, Rosetta a réussi à prouver que certainement seule une petite partie de l’eau terrestre venait des comètes, et que l’autre partie pourrait provenir des astéroïdes. Donc analyser toujours plus précisément un grand nombre d’astéroïdes peut nous permettre d’en savoir plus sur l’origine de notre Système Solaire et son évolution. »

Une découverte interstellaire

Depuis le dernier "Asteroïd Day", une autre découverte a marqué l’actualité : celle qualifiée de premier astéroïde interstellaire, Oumuamua le 19 octobre 2017 (A ce jour, les scientifiques s'interrogent encore : astéroïde interstellaire ou comète ? Le consensus scientifique n'est pas tout à fait établi même si la balance semble pencher vers une comète). Avec sa taille de 230 x 35 m environ et sa « vitesse de croisière » de presque 100 000 km/h entre les étoiles, il fut le premier à être détecté mais grâce à l’évolution des techniques d’observation, de nouveaux astéroïdes et comètes interstellaires devraient être découverts. « On estime en ce début d’année en avoir détecté un autre, capturé par le Système solaire il y a de cela des millions d’années, détaille F. Rocard. Il tourne dans le « mauvais sens » au niveau de l’orbite de Jupiter et des simulations ont montré qu’il est peu probable qu’il s’agisse d’un astéroïde formé lors d’une collision étant donné la débauche d’énergie formidable nécessaire pour l’amener à la place qu’il occupe »

Partager autour de l’Asteroïd Day, c’est donc se pencher sur de petits mondes aussi différents qu’exotiques, en gardant à l’esprit le danger que certains peuvent présenter. C’est également l’occasion pour le CNES d’imaginer le futur de l’exploration de ces petits corps. Les spécialistes français travaillent déjà à la préparation de missions pour la prochaine décennie qui sont en discussion, comme la mission MMX (Martian Moon eXploration) japonaise prévue en 2024. « Cette mission ira récupérer des échantillons de Phobos, l’une des deux lunes martiennes, que l’on soupçonne d’être un astéroïde capturé, confirme P. Gaudon. D’autre part, nous espérons d’autres collaborations à l’avenir avec les américains qui vont envoyer deux sondes entre 2020 et 2025 vers l’astéroïde Psyché et les astéroïdes troyens. Ou dans le cadre d’une mission commune entre l’ESA et la NASA pour envoyer un impacteur à haute vitesse vers un astéroïde : l’objectif sera d’observer comment un tel impact peut dévier l’astéroïde de sa trajectoire. »

Notre histoire avec les astéroïdes ne fait que commencer…

Contacts

Responsable du programme Système Solaire
Francis Rocard
Courriel : francis.rocard at cnes.fr
Tél : 01 44 76 75 98 / +33 1 44 76 75 98
Fax : 01 44 76 78 59 / +33 1 44 76 78 59
Adresse :
Centre National d'Etudes Spatiales, 2 place Maurice Quentin, 75039 Paris Cedex 1, France

Responsable du programme Rosetta au CNES
Philippe Gaudon
Courriel : philippe.gaudon at cnes.fr
Tél : 05 61 27 49 12 / +33 5 61 27 49 12

L’astéroïde Lutetia photographié par Rosetta le 10 juillet 2010 à 3 307 km de distance.
Crédits : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA – CC BY-SA 4.0