Le compte à rebours a commencé ! Au printemps 2028, l’Agence spatiale européenne (Esa) lancera une nouvelle mission, Ramses1. Mené en collaboration avec la Jaxa, l’agence spatiale japonaise, ce projet vise à étudier l’un des évènements astronomiques les plus attendus de la prochaine décennie : le passage de l’astéroïde [7] Apophis tout près de la Terre, le vendredi 13 avril 2029. Ce jour-là, ce corps céleste frôlera notre planète à seulement 31 600 km, une distance inférieure à celle où orbitent les satellites géostationnaires de télécommunication (36 000 km environ).
Cette rencontre sans précédent ne passera pas inaperçue. La lumière d’Apophis sera visible à l’œil nu par plus de 2 milliards de personnes dans le ciel nocturne de la plus grande partie de l’Europe et de l’Afrique – pour peu que le ciel soit dégagé. Outre son caractère spectaculaire, « ce survol de la Terre par Apophis est une expérience naturelle cruciale pour améliorer la défense de notre planète contre les astéroïdes susceptibles de l’impacter », souligne Patrick Michel, astrophysicien au laboratoire Lagrange2, à Nice, et responsable scientifique de cette nouvelle mission.
Première mission
Longtemps restée cantonnée à la science-fiction [8], la prévention du risque de collision entre notre planète et un astéroïde est devenue une réalité bien concrète. Depuis 2019, l’Esa a ainsi lancé le programme « Sécurité de l’espace », qui contient un volet consacré à la défense planétaire. Celui-ci vise à surveiller et étudier les astéroïdes dangereux, et à réfléchir à des stratégies capables de dévier de telles menaces.
Ce programme a déjà une première mission à son actif, Hera. Partie en 2024, elle constitue un test grandeur nature de la déviation de l’astéroïde Dimorphos [9], situé à environ 11 millions de kilomètres de la Terre, à la suite de l’impact de l’engin Dart [9]3 de la Nasa, l’agence spatiale des États-Unis.
Un astéroïde de la taille de la tour Eiffel
Ramses est ainsi la deuxième mission du programme. « Apophis est un géocroiseur, un astéroïde dont l’orbite autour du Soleil croise par moment celle de la Terre. Ce type d’objet risque potentiellement d’entrer en collision avec notre planète », précise Benoit Carry, astronome adjoint spécialiste des astéroïdes à l’Observatoire de la Côte d’Azur, à Nice.
Autre particularité, Apophis est un astéroïde relativement gros. Son diamètre est d’environ 330 m, soit la hauteur de la tour Eiffel, pour un poids estimé entre 40 et 50 millions de tonnes. « Le fait qu’un corps aussi gros s’approche si près de notre planète est un évènement rare, qui ne se produit qu’une fois tous les quelques milliers d’années », souligne l’astronome. De plus, Apophis voyage à très grande vitesse – environ 12 kilomètres par seconde.
Si un tel astéroïde percutait la Terre, « il formerait un cratère de 8 à 10 fois sa taille, soit environ 2,5 km », indique l’astronome niçois. De quoi provoquer « une catastrophe majeure s’il se produisait en milieu urbain ou un tsunami dévastateur s’il s’échouait dans un océan. Sans compter qu’il y aurait aussi beaucoup d’éjections de poussière dans l’atmosphère, qui pourraient contribuer à refroidir le climat [13] ». Selon Patrick Michel, « les dommages seraient à l’échelle d’un pays tout entier ».
« Une opportunité scientifique unique »
Juste après la découverte d’Apophis, en 2004, par des chercheurs du laboratoire Étude des astéroïdes de l’université de Hawaii, les astronomes avaient calculé qu’il avait 1 chance sur 37 (soit 2,7 %) de frapper la Terre en 2029. Il s’agissait là de « la plus haute probabilité de collision jamais estimée pour un astéroïde », note Benoit Carry. D’où le nom donné à ce corps céleste. Apophis est le dieu égyptien du chaos et de la destruction.
Heureusement, dans les semaines qui ont suivi, des observations et des calculs plus précis ont permis d’écarter tout risque de collision avec l’astéroïde. Et cela, non seulement pour 2029, mais aussi pour les 100 prochaines années au moins.
Mais si le passage très proche d’Apophis près de la Terre en 2029 ne représente plus aucun danger, pourquoi l’étudier ? « Parce qu’il constitue une opportunité scientifique unique pour mieux comprendre les propriétés physiques de cet astéroïde (masse, densité, porosité, structure interne, etc.) et son évolution sous l’effet de l’attraction gravitationnelle de la Terre », répond Patrick Michel.
Stratégies anti-astéroïdes dangereux
En effet, les chercheurs s’attendent à ce que, lorsque les deux corps seront proches l’un de l’autre, les forces de marées liées à la gravité terrestre étirent et compriment Apophis. Cela pourrait déclencher des glissements de terrain à la surface de l’astéroïde, voire des vibrations internes. Par ailleurs, son orbite et le temps nécessaire pour effectuer un tour sur lui-même devraient être légèrement modifiés.
Or, poursuit Patrick Michel, « en plus d’améliorer nos connaissances sur les astéroïdes, l’étude des propriétés et du comportement d’Apophis au plus près de la Terre pourrait aussi aider à définir les meilleures stratégies à développer pour neutraliser de potentiels astéroïdes dangereux. Par exemple, mesurer sa réponse à des forces externes, représentées ici par les forces de marées terrestres, et connaître son niveau de porosité, à savoir si son intérieur comprend beaucoup de vide ou non, aidera à déterminer la puissance avec laquelle frapper un corps similaire pour le dévier efficacement de la trajectoire de la Terre. »
En pratique, la mission reposera sur une sonde de 2 m de côtés, dont l’architecture s’inspirera de celle de la sonde Hera. « Comme cette dernière, Ramses comprendra un vaisseau spatial principal et deux cubesats [16] (satellites miniatures) [16] de 12 kg chacun, dont l’un sera déployé à proximité d’Apophis et l’autre se posera sur l’astéroïde », détaille Patrick Michel. Mais, « comme elle interviendra plus près du Soleil, ses panneaux solaires seront plus petits. Et, pour atteindre Apophis et rester à proximité, elle sera munie de réservoirs plus gros, pouvant contenir 33 % de carburant en plus ».
Sonde tripartite et high-tech
Afin d’atteindre ses objectifs, Ramses embarquera plusieurs instruments. Parmi ceux-ci figure une caméra « hyperspectrale » (capable de capturer des images en utilisant un grand nombre de bandes spectrales contiguës), qui permettra de mesurer la composition chimique de l’astéroïde. Une autre caméra haute résolution couleur prendra des images de l’astéroïde avec une résolution d’environ 10 cm, capable de révéler d’éventuels mouvements de sa surface. Enfin, un spectromètre plasma analysera l’environnement de particules chargées autour de l’astéroïde, liées à son passage dans la magnétosphère terrestre (la zone de l’espace sous l’influence du champ magnétique de notre planète).
Le cubesat destiné à être déployé à proximité d’Apophis embarquera un détecteur et analyseur de poussière, capable d’en déterminer la composition chimique, ainsi qu’un radar basse fréquence, qui sondera l’intérieur de l’astéroïde. Quant au cubesat qui se posera sur Apophis, il sera équipé d’un gravimètre (mesurant le champ gravitationnel) et d’un sismographe, pour analyser la propagation des ondes sismiques et révéler la structure interne d’Apophis.
« Le radar dans le premier cubesat et le sismographe dans le second sont deux contributions françaises, relève Patrick Michel. Ils illustrent l’expertise mondialement reconnue de notre pays dans le domaine de la mesure de la structure interne des astéroïdes. »
Six mois auprès d‘Apophis
Le lancement de Ramses est prévu entre le 20 avril et le 15 mai 2028. La sonde partira de l’île japonaise de Tanegashima, grâce à un lanceur japonais H3 de la Jaxa. Elle voyagera 10 mois avant de rejoindre Apophis. Elle entamera sa phase d’approche en février 2029, deux mois avant le passage de l’astéroïde au plus près de la Terre.
Le cubesat renfermant le radar sera déployé en mars 2029, et celui devant se poser sur Apophis, quelques jours avant le passage de l’astéroïde au plus près de la Terre. Ramses restera ensuite à proximité de l’astéroïde jusqu’en, août 2029.
La sonde accompagnera Apophis donc pendant au moins six mois. De quoi mesurer ses propriétés physiques et son comportement avant, pendant et après sa rencontre avec notre planète.
Europe et Japon en première ligne
Ramses devrait être rejointe par la sonde américaine Osiris-Apex4, destinée également à scruter Apophis en 2029. Toutefois, ce dernier engin n’arrivera à proximité d’Apophis qu’un mois environ après le passage de l’astéroïde au plus proche de la Terre. Il ratera donc ce rendez-vous historique avec Apophis. Ramses place ainsi l’Esa et la Jaxa en première ligne pour la caractérisation de cet astéroïde lors de cette rencontre unique.
« Si Ramses est un succès, conclut Patrick Michel, elle confirmera que l’Europe peut lancer rapidement une mission de reconnaissance vers un astéroïde en approche – sachant que, comme pour Hera, il aura fallu seulement 4 ans pour mettre sur pied cette mission spatiale, au lieu de 15 ans en moyenne, habituellement. » Et de préciser : « Une telle rapidité serait cruciale pour étudier un potentiel corps dangereux et construire un bouclier capable de nous protéger, avant que la collision n’ait lieu ».
À lire
– À la rencontre des astéroïdes : missions spatiales et défense de la planète, Michel Patrick, éditions Odile Jacob, 2023.
– La Défense planétaire contre les astéroïdes [19], Michel Patrick, éditions Odile Jacob, à paraître le 13 mai 2026.
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