Un exercice de défense planétaire utilise l’astéroïde Apophis comme remplaçant dangereux de l’astéroïde

Surveiller le ciel pour les gros astéroïdes qui pourraient présenter un danger pour la Terre est une entreprise mondiale. Ainsi, pour tester leur état de préparation opérationnelle, la communauté internationale de défense planétaire utilisera parfois l’approche rapprochée d’un véritable astéroïde comme une simulation de rencontre avec un « nouvel » astéroïde potentiellement dangereux. Les leçons apprises pourraient limiter, voire empêcher, la dévastation mondiale si le scénario devait se concrétiser à l’avenir.

À cette fin, plus de 100 astronomes du monde entier ont participé à un exercice l’année dernière au cours duquel un gros astéroïde connu et potentiellement dangereux a été essentiellement retiré de la base de données de surveillance de la défense planétaire pour voir s’il pouvait être correctement détecté à nouveau. Non seulement l’objet a été « découvert » au cours de l’exercice, mais ses chances de toucher la Terre ont été continuellement réévaluées au fur et à mesure qu’il était suivi, et la possibilité d’un impact a été exclue.

Coordonné par le Réseau international d’alerte aux astéroïdes (IAWN) et le Bureau de coordination de la défense planétaire (PDCO) de la NASA, l’exercice a confirmé que, de la détection initiale à la caractérisation de suivi, la communauté internationale de la défense planétaire peut agir rapidement pour identifier et évaluer le danger posé par un nouvelle découverte d’astéroïdes géocroiseurs. Les résultats de l’exercice sont détaillés dans une étude publiée dans Le Journal des sciences planétaires le mardi 31 mai.

L’exercice s’est concentré sur le véritable astéroïde Apophis. Peu de temps après sa découverte en 2004, Apophis a été évalué comme ayant une chance significative d’avoir un impact sur la Terre en 2029 ou plus tard. Mais sur la base des mesures de suivi prises lors de plusieurs approches rapprochées depuis la découverte de l’astéroïde, les astronomes ont affiné l’orbite d’Apophis et savent maintenant qu’il ne présente aucun risque d’impact pendant 100 ans ou plus. Les observations scientifiques de la dernière approche rapprochée d’Apophis, qui s’est produite entre décembre 2020 et mars 2021, ont été utilisées par la communauté de la défense planétaire pour cet exercice.

« Cette contribution scientifique du monde réel a testé sous contrainte l’ensemble de la chaîne de réponse de défense planétaire, de la détection initiale à la détermination de l’orbite, en passant par la mesure des caractéristiques physiques de l’astéroïde et même la détermination si et où il pourrait frapper la Terre », a déclaré Vishnu Reddy, professeur agrégé à l’Université. du laboratoire lunaire et planétaire de l’Arizona à Tucson, qui a mené la campagne.

Suivi d’une « nouvelle » cible

Les astronomes savaient qu’Apophis s’approcherait de la Terre début décembre 2020. Mais pour rendre l’exercice plus réaliste, le Minor Planet Center (MPC) – le centre d’échange internationalement reconnu pour les mesures de position des petits corps célestes – a prétendu qu’il s’agissait d’un astéroïde inconnu en empêchant le nouvelles observations d’Apophis d’être liées à des observations antérieures de celui-ci. Lorsque l’astéroïde s’est approché, les relevés astronomiques n’avaient aucune trace préalable d’Apophis.

Le 4 décembre 2020, alors que l’astéroïde commençait à s’éclaircir, le Catalina Sky Survey, financé par la NASA en Arizona, a effectué la première détection et signalé l’astrométrie de l’objet (sa position dans le ciel) au Minor Planet Center. Parce qu’il n’y avait aucun enregistrement antérieur d’Apophis dans le cadre de cet exercice, l’astéroïde a été enregistré comme une toute nouvelle détection. D’autres détections ont suivi du système de dernière alerte à impact terrestre d’astéroïdes (ATLAS) basé à Hawaï et financé par la NASA et du télescope panoramique et du système de réponse rapide (Pan-STARRS).

Alors qu’Apophis dérivait dans le champ de vision de la mission NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NASA, le MPC a lié ses observations à celles faites par des télescopes au sol pour montrer le mouvement de l’astéroïde dans le ciel. Le 23 décembre, le MPC a annoncé la découverte d’un « nouvel » astéroïde proche de la Terre. Les participants à l’exercice ont rapidement recueilli des mesures supplémentaires pour évaluer son orbite et déterminer s’il pourrait avoir un impact sur la Terre.

« Même si nous savions qu’en réalité, Apophis n’avait pas d’impact sur la Terre en 2029, à partir de la case départ – avec seulement quelques jours de données astrométriques provenant de télescopes de sondage – il y avait de grandes incertitudes sur l’orbite de l’objet qui permettaient théoriquement un impact cette année-là,  » a déclaré Davide Farnocchia, ingénieur en navigation au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, qui a dirigé les calculs de détermination orbitale pour le Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) du JPL.

Lors de l’approche rapprochée de l’astéroïde en mars 2021, les astronomes du JPL ont utilisé le radar du système solaire Goldstone de 230 pieds (70 mètres) de la NASA en Californie pour imager et mesurer avec précision la vitesse et la distance de l’astéroïde. Ces observations, combinées aux mesures d’autres observatoires, ont permis aux astronomes d’affiner l’orbite d’Apophis et d’exclure un impact en 2029 pour les besoins de l’exercice. (Au-delà de l’exercice, ils ont également pu exclure toute possibilité d’impact pendant 100 ans ou plus.)

Maisons NEOWISE dans

Orbitant bien au-dessus de l’atmosphère terrestre, NEOWISE a fourni des observations infrarouges d’Apophis qui n’auraient pas été possibles depuis le sol car l’humidité de l’atmosphère terrestre absorbe la lumière à ces longueurs d’onde.

« Les données infrarouges indépendantes recueillies depuis l’espace ont grandement profité aux résultats de cet exercice », a déclaré Akash Satpathy, un étudiant de premier cycle qui a dirigé un deuxième article avec la chercheuse principale de NEOWISE Amy Mainzer à l’Université de l’Arizona, décrivant les résultats avec l’inclusion de leurs données dans l’exercice. « NEOWISE a pu confirmer la redécouverte d’Apophis tout en recueillant rapidement des informations précieuses qui pourraient être utilisées dans les évaluations de la défense planétaire, telles que sa taille, sa forme et même des indices sur sa composition et ses propriétés de surface. »

En comprenant mieux la taille de l’astéroïde, les scientifiques participants du centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley, en Californie, pourraient également estimer l’énergie d’impact qu’un astéroïde comme Apophis fournirait. Et les participants ont simulé une bande d’emplacements d’impact réalistes sur la surface de la Terre qui, dans une situation réelle, aideraient les agences de catastrophe avec d’éventuels efforts d’évacuation.

« Voir la communauté de la défense planétaire se rassembler lors de la dernière approche rapprochée d’Apophis était impressionnant », a déclaré Michael Kelley, scientifique du programme chez PDCO, au sein de la division des sciences planétaires de la NASA au siège de la NASA à Washington, qui a fourni des conseils aux participants à l’exercice. « Même pendant une pandémie, lorsque de nombreux participants à l’exercice ont été contraints de travailler à distance, nous avons pu détecter, suivre et en savoir plus sur un danger potentiel avec une grande efficacité. L’exercice a été un succès retentissant. »

Jessie Dotson à la NASA Ames, Nicholas Erasmus à l’Observatoire astronomique sud-africain, David Polishook à l’Institut Weizmann en Israël, Joseph Masiero à Caltech-IPAC à Pasadena et Lance Benner au JPL, une division de Caltech.

Le successeur de NEOWISE, le NEO Surveyor de nouvelle génération, devrait être lancé au plus tôt en 2026 et élargira considérablement les connaissances que NEOWISE a accumulées sur les astéroïdes géocroiseurs qui peuplent notre système solaire.