Depuis près de 20 ans, les scientifiques savent qu’un astéroïde nommé Apophis passera inhabituellement près de la Terre le vendredi 13 avril 2029. Mais la plupart des responsables des agences spatiales du monde entier ont cessé d’y prêter beaucoup d’attention lorsque des mesures mises à jour ont exclu la possibilité qu’Apophis ait un impact sur la Terre dans un avenir proche.
Aujourd’hui, Apophis est de nouveau à l’ordre du jour, mais cette fois-ci comme une opportunité scientifique, et non comme une menace. Le problème est qu’il ne reste pas beaucoup de temps pour concevoir, construire et lancer un vaisseau spatial qui se positionnerait près d’Apophis en moins de cinq ans. La bonne nouvelle est qu’il existe des modèles, et dans certains cas, des vaisseaux spatiaux existants, que les gouvernements peuvent réutiliser pour des missions vers Apophis, un astéroïde rocheux de la taille de trois terrains de football.
Les scientifiques ont découvert Apophis en 2004, et les premières mesures de son orbite indiquaient qu’il y avait une faible chance qu’il frappe la Terre en 2029 ou en 2036. Grâce à des observations radar plus détaillées d’Apophis, les scientifiques ont exclu en 2021 tout danger pour la Terre pendant au moins les 100 prochaines années.
« Les trois choses les plus importantes à propos d’Apophis sont : il manquera la Terre. Il manquera la Terre. Il manquera la Terre », a déclaré Richard Binzel, professeur de science planétaire au MIT. Binzel a coprésidé plusieurs conférences depuis 2020 visant à mobiliser le soutien aux missions spatiales pour profiter de l’opportunité d’Apophis en 2029.
« Un astéroïde de cette taille ne s’approche d’aussi près qu’une fois tous les 1 000 ans, ou moins fréquemment », a déclaré Binzel à Ars. « C’est une expérience que la nature fait pour nous, en rapprochant un astéroïde de cette taille, de telle sorte que les forces gravitationnelles et les forces de marée de la Terre vont tirer et peut-être secouer cet astéroïde. La réponse de l’astéroïde nous éclaire sur son intérieur. »
Il est important, soutient Binzel, d’avoir un aperçu d’Apophis avant et après son approche la plus proche en 2029, lorsqu’il passera à moins de 32 000 kilomètres de la surface de la Terre, plus près que les orbites des satellites géostationnaires.
« Il s’agit d’une expérience naturelle qui révélera comment les astéroïdes dangereux sont constitués, et il n’existe aucun autre moyen d’obtenir ces informations sans avoir recours à des expériences spatiales extrêmement complexes », a déclaré Binzel. « Il s’agit donc d’une expérience qui ne se produit qu’une fois tous les plusieurs milliers d’années et que la nature réalise pour nous. Nous devons trouver comment l’observer. »
Cette semaine, l’Agence spatiale européenne a annoncé l’approbation préliminaire d’une mission baptisée RAMSES, qui serait lancée en avril 2028, un an avant le survol d’Apophis, pour rejoindre l’astéroïde début 2029. Si les États membres de l’ESA donnent leur accord complet au développement l’année prochaine, le vaisseau spatial RAMSES accompagnera Apophis tout au long de son survol de la Terre, collectant des images et d’autres mesures scientifiques avant, pendant et après l’approche la plus proche.
Le défi consistant à construire et à lancer RAMSES en moins de quatre ans servira de bon exemple pour un éventuel scénario réel. Si les astronomes découvrent un astéroïde qui est réellement sur une trajectoire de collision avec la Terre, il pourrait être nécessaire de réagir rapidement. Si elles disposent de suffisamment de temps, les agences spatiales pourraient lancer une mission de reconnaissance et, si nécessaire, une mission visant à dévier ou à rediriger l’astéroïde, probablement en utilisant une technique similaire à celle démontrée par la mission DART de la NASA en 2022.
« RAMSES démontrera que l’humanité est capable de déployer une mission de reconnaissance pour rejoindre un astéroïde en approche en quelques années seulement », a déclaré Richard Moissl, responsable du bureau de défense planétaire de l’ESA. « Ce type de mission est la pierre angulaire de la réponse de l’humanité à un astéroïde dangereux. Une mission de reconnaissance serait d’abord lancée pour analyser l’orbite et la structure de l’astéroïde en approche. Les résultats seraient utilisés pour déterminer la meilleure façon de rediriger l’astéroïde ou d’éliminer les non-impacts avant de développer une mission de déflection coûteuse. »
Secouer les toiles d’araignée
Afin de rendre possible un lancement de RAMSES en 2028, l’ESA réutilisera la conception d’un vaisseau spatial d’environ une demi-tonne appelé Hera, dont le lancement est prévu en octobre pour une mission d’étude du système d’astéroïdes binaires ciblé par l’expérience d’impact DART en 2022. Copier la conception d’Hera réduira le temps nécessaire pour amener RAMSES jusqu’à la rampe de lancement, ont déclaré des responsables de l’ESA.
« Hera a démontré comment l’ESA et l’industrie européenne peuvent respecter des délais stricts, et RAMSES suivra son exemple », a déclaré Paolo Martino, qui dirige le développement de Ramses (Rapid Apophis Mission for Space Safety) par l’ESA.
Le comité de sécurité spatiale de l’ESA a récemment autorisé les travaux préparatoires de la mission RAMSES en utilisant les fonds déjà prévus au budget de l’agence. OHB, le constructeur allemand de vaisseaux spatiaux qui construit Hera, dirigera également l’équipe industrielle travaillant sur RAMSES. Le coût de RAMSES sera « sensiblement inférieur » aux 300 millions d’euros (380 millions de dollars) de la mission Hera, a écrit Martino dans un courriel adressé à Ars.
« Il nous reste encore beaucoup à apprendre sur les astéroïdes, mais jusqu’à présent, nous avons dû voyager profondément dans le système solaire pour les étudier et réaliser nous-mêmes des expériences pour interagir avec leur surface », a déclaré Patrick Michel, planétologue au Centre national de la recherche scientifique et chercheur principal de la mission Hera.
« Pour la première fois, la nature nous en amène une et mène elle-même l’expérience », a déclaré Michel dans un communiqué de presse. « Tout ce que nous avons à faire, c’est de regarder Apophis s’étirer et se comprimer sous l’effet de fortes forces de marée qui peuvent déclencher des glissements de terrain et d’autres perturbations et révéler de nouveaux matériaux sous la surface. »
Si le feu vert est donné l’année prochaine, RAMSES rejoindra la mission OSIRIS-APEX de la NASA pour explorer Apophis. La NASA a déjà mis le cap sur l’espace après son utilisation pour la mission de retour d’échantillons d’astéroïdes OSIRIS-REx, pour un rendez-vous avec Apophis en 2029, mais il n’atteindra sa nouvelle cible que quelques semaines après son survol de la Terre. Les subtilités de la mécanique orbitale empêchent un rendez-vous avec Apophis plus tôt.
Les observations d’OSIRIS-APEX, un vaisseau spatial plus grand que RAMSES et doté d’une série d’instruments sophistiqués, « permettront d’avoir une vision détaillée de l’état d’Apophis après sa rencontre avec la Terre », a déclaré Binzel. « Mais tant que nous n’aurons pas établi l’état d’Apophis avant sa rencontre avec la Terre, nous n’aurons qu’un seul côté de la médaille. »
Les scientifiques exhortent également la NASA à envisager de lancer une paire de sondes scientifiques en attente sur une trajectoire permettant de survoler Apophis avant sa rencontre avec la Terre en avril 2029. Ces deux engins spatiaux ont été construits pour la mission Janus de la NASA, que l’agence a annulée l’année dernière après que la mission ait été victime de retards de lancement avec Psyche, le plus gros explorateur d’astéroïdes de la NASA. Les sondes Janus étaient censées être lancées sur la même fusée que Psyche, mais des problèmes avec la mission Psyche ont forcé un retard de lancement de plus d’un an.
Malgré ce retard, Psyche pourrait encore atteindre sa destination dans la ceinture d’astéroïdes, mais la nouvelle trajectoire de lancement signifie que Janus ne pourrait pas visiter les deux astéroïdes binaires que les scientifiques voulaient initialement explorer avec les sondes. Après avoir dépensé près de 50 millions de dollars pour la mission, la NASA a stocké les deux vaisseaux spatiaux Janus, chacun de la taille d’une valise environ, à long terme.
Lors du dernier atelier sur les missions Apophis en avril, les scientifiques ont entendu des présentations sur plus de 20 concepts de mesures d’engins spatiaux et d’instruments à Apophis.
Parmi ces projets, on trouve notamment l’idée de Blue Origin, la société spatiale de Jeff Bezos, d’utiliser son remorqueur spatial Blue Ring comme plate-forme d’accueil pour plusieurs instruments et atterrisseurs qui pourraient descendre à la surface d’Apophis, à condition que les institutions de recherche disposent de suffisamment de temps et d’argent pour développer leurs charges utiles. Une start-up nommée Exploration Laboratories a proposé de s’associer au Jet Propulsion Laboratory de la NASA pour une petite mission spatiale vers Apophis.
« À la fin de l’atelier, j’ai dû essayer de dégager un consensus, car si nous ne parvenons pas à nous mettre d’accord sur notre priorité absolue, nous risquons de nous retrouver sans rien », a déclaré Binzel. « La recommandation consensuelle pour l’ESA était d’aller de l’avant avec RAMSES. »
Les participants à l’atelier ont également gentiment encouragé la NASA à utiliser les sondes Janus pour une mission vers Apophis. « Apophis est une mission à la recherche d’un vaisseau spatial, et Janus est un vaisseau spatial à la recherche d’une mission », a déclaré Binzel. « Pour des raisons d’efficacité et de logique élémentaire, la mission Janus vers Apophis est la priorité absolue. »
Une question d’argent
Mais le budget scientifique de la NASA, et notamment le financement de sa vision scientifique planétaire, sont sous pression. Plus tôt cette semaine, la NASA a annulé un rover lunaire déjà construit appelé VIPER après avoir dépensé 450 millions de dollars pour la mission. La mission avait dépassé son coût de développement initial de plus de 30 %, ce qui a déclenché une révision automatique de l’annulation.
Le niveau de financement de la direction des missions scientifiques de la NASA cette année est de près de 500 millions de dollars inférieur au budget de l’année dernière, et de 900 millions de dollars inférieur au budget demandé par la Maison Blanche pour l’exercice 2024. En raison du budget serré, les responsables de la NASA ont déclaré que, pour l’instant, ils ne commenceraient pas le développement de nouvelles missions scientifiques planétaires car ils se concentrent sur l’achèvement des projets déjà en cours, comme la mission Europa Clipper, le quadricoptère Dragonfly pour visiter Titan, la lune de Saturne, et le télescope Near-Earth Object (NEO) Surveyor pour rechercher des astéroïdes potentiellement dangereux.
La NASA a demandé à l’équipe Janus d’étudier la faisabilité d’un lancement sur la même fusée que NEO Surveyor en 2027, selon Dan Scheeres, chercheur principal de Janus à l’Université du Colorado. Avec un tel lancement en 2027, Janus pourrait capturer les premières images rapprochées d’Apophis avant que RAMSES et OSIRIS-APEX n’y parviennent.
« C’est quelque chose que nous présentons actuellement dans certaines discussions avec la NASA, juste pour nous assurer qu’ils comprennent quelles sont les possibilités qui s’offrent à eux », a déclaré Scheeres lors d’une réunion la semaine dernière du Small Bodies Advisory Group, qui représente la communauté scientifique des astéroïdes.
« Ces engins spatiaux sont capables d’effectuer de futures missions scientifiques de survol d’astéroïdes proches de la Terre », a déclaré Scheeres. « Chaque engin spatial est équipé d’un imageur visible Malin de haute qualité et d’un imageur infrarouge thermique. Chaque engin spatial a la capacité de suivre et d’imager un système d’astéroïdes grâce à un survol rapproché et rapide. »
« Le retour scientifique d’un survol d’Apophis par Janus pourrait être l’une des meilleures opportunités qui soient », a déclaré Daniella DellaGiustina, scientifique en chef de la mission OSIRIS-APEX et de l’Université d’Arizona.
Binzel, qui a dirigé les missions Apophis, a déclaré que le fait qu’un vaisseau spatial escorte l’astéroïde près de la Terre présente également une certaine valeur symbolique. Apophis sera visible dans le ciel d’Europe et d’Afrique lorsqu’il sera le plus proche de notre planète.
« Quand 2 milliards de personnes regarderont ça, elles se demanderont : « Que font nos agences spatiales ? » Et si la réponse est : « Oh, nous y serons. Nous y arriverons », ce qui est le cas avec OSIRIS-APEX, je ne pense pas que ce soit une réponse très satisfaisante », a déclaré Binzel.
« En tant que communauté spatiale internationale, nous voulons démontrer le 13 avril 2029 que nous sommes là et que nous observons, et nous observons parce que nous voulons acquérir le plus de connaissances et de compréhension possible sur ces objets, car un jour cela pourrait avoir de l’importance », a déclaré Binzel. « Un jour, notre connaissance détaillée des astéroïdes dangereux pourrait faire partie des bases de connaissances les plus importantes pour l’avenir de l’humanité. »