Mission HÉRA
Rappel sur la mission DART
Double Asteroid Redirection Test (« Test de déviation d'un astéroïde double »), généralement désignée par son acronyme DART, est une mission de la NASA, qui a testé pour la première fois une méthode permettant de dévier un astéroïde susceptible de s'écraser sur la Terre (astéroïde géocroiseur).
L'objectif est d'évaluer l'utilisation de l’impact cinétique d'un engin spatial pour modifier la trajectoire de l'astéroïde, de manière qu'il évite la Terre. La mission fait partie du programme de défense planétaire de l'agence spatiale américaine, mis sur pied à compter de la fin des années 1990 et qui comprend également le recensement exhaustif des astéroïdes géocroiseur présentant un risque notable de par leur taille à l'aide d’observatoires terrestres et spatiaux.
Pour évaluer la méthode de l'impact cinétique, les 550 kg de la sonde spatiale DART ont été lancés à la vitesse de 23 700 km/h sur la surface du petit astéroïde Dimorphos (160 m de diamètre), qui orbite autour de l'astéroïde Didymos. La modification de la période orbitale de Dimorphos autour de Didymos, résultant de l'impact, doit permettre d'affiner les modèles existants en précisant l'incidence aujourd'hui mal maitrisée de paramètres tels que la structure de l'objet percuté (porosité), la nature des matériaux dont il est constitué ainsi que la valeur de la poussée supplémentaire fournie par les éjectas projetés dans l'espace.
DART est un engin spatial de 610 kg au lancement, équipé d'une caméra et d'un moteur ionique. Il est placé sur une orbite héliocentrique le 24 novembre 2021 et percute Dimorphos le 26 septembre 2022 (UTC)
Les astéroïdes
Les objets géocroiseurs dont le diamètre est supérieur à 1 mètre et inférieur à 30 mètres sont relativement nombreux à pénétrer dans l'atmosphère de la Terre : entre 1994 et 2013, 556 bolides (d'un diamètre compris approximativement entre 1 et 20 mètres) ont été recensés par le système de surveillance américain. Mais ils ont une probabilité faible de provoquer une catastrophe. Ainsi le super bolide de Tcheliabinsk, dont le diamètre était compris entre 15 et 17 mètres, s'est désintégré dans l'atmosphère en 2013 et, bien qu'il ait dégagé une puissance équivalente à celle de 500 kilotonnes de TNT (20 à 30 fois l'énergie de la bombe atomique d’Hiroshima), cet événement ne s'est soldé que par des blessés légers et des dégâts matériels modérés.
À partir d'un diamètre de 30 mètres, un objet géocroiseur peut anéantir une ville. L'explosion d'un astéroïde d'environ 40 mètres au-dessus de la Tougounska, en Sibérie en 1908, a dégagé une puissance équivalente à 5–10 mégatonnes de TNT en rasant 2 000 km2 de forêt. Lorsque son diamètre dépasse environ 140 mètres, un astéroïde géocroiseur produit un impact qui affecte systématiquement des régions habitées, quel que soit l'endroit de la Terre qui est frappé. Aussi le recensement exhaustif des objets géocroiseurs en cours à la NASA porte sur les astéroïdes dépassant cette taille.
La survenue d'un objet géocroiseur susceptible d'anéantir la civilisation humaine (plus de 1 000 mètres de diamètre) comme celui qui a provoqué l'extinction des grands dinosaures est statistiquement rare : la probabilité d'un impact d'un objet de plus de 1 000 mètres est de 0,002 % tous les 100 ans.
Principales caractéristiques, impact potentiel et état des lieux du recensement des objets géocroiseurs (2019)
Hubble Views Aftermath of DART Impact
Hera est une sonde spatiale de 1 081 kilogrammes emportant plusieurs instruments (caméras, altimètre, spectromètre). Elle embarque deux nano-satellites de type CubeSat, Milani et Juventas, équipés eux-mêmes d'instruments. Le coût total de la mission de sa conception jusqu'à son achèvement est évalué en 2024 à 350 millions euros. Les principaux pays participant au projet sont l'Allemagne , l'Italie, la Belgique et l'Espagne.
L'objectif principal de la mission Hera est d'évaluer la méthode de l'impacteur cinétique pour dévier un objet géocroiseur qui menacerait de s'écraser sur la Terre. Cette méthode consiste à modifier la trajectoire de l'astéroïde en lançant un engin spatial à une vitesse relative de quelques kilomètres par seconde. De toutes les méthodes c'est celle qui est la plus mature, car elle repose sur l'utilisation des technologies d'engin spatial disponibles et peu coûteuses. Pour remplir cet objectif Hera doit étudier in situ les résultats obtenus par l'impacteur DART qui est venu percuter le 26 septembre 2022 l'astéroïde Dimorphos.
Hera a également des objectifs scientifiques.
Il doit analyser les caractéristiques des deux astéroïdes : caractéristiques de la surface, porosité interne et structure interne. En particulier, Hera sera la première mission à mesurer la structure de sous-surface et interne d'un astéroïde. Pour cela, elle utilisera le radar basse fréquence JuRA à bord du Cubesat Juventas. L'ensemble de la lune, Dimorphos, sera cartographié avec une résolution spatiale de quelques mètres et le voisinage de l'impact avec une résolution de dix centimètres.
La masse de la lune de Didymos sera estimée avec grande précision, permettant une estimation directe de l'efficacité du transfert de la quantité de mouvement consécutif à l'impact de DART.
Didymos est un astéroïde géocroiseur de type Apollon qui boucle une orbite complète autour du Soleil en 770 jours.
Son orbite très elliptique s'étend largement au-delà de Mars (2,27 UA) et, lorsqu'il est au plus près du Soleil, il recoupe l'orbite terrestre à son apogée. Il est composé d'un corps primaire de 780 mètres de diamètre dont la période de rotation est de 2,26 heures.
Le corps secondaire nommé Dimorphos a un diamètre de 160 mètres. Il orbite autour de Didymos à une distance de 1,18 km, avec une période de 11,92 heures. Sa vitesse de rotation est sans doute identique à la durée de sa période orbitale autour de Didymos, ce qui le maintient toujours tourné vers le corps parent. Le petit astéroïde est de forme légèrement allongée, avec l'axe long pointé vers Didymos
�Photos de Dimorphos prises par la mission DART de la NASA.
Avant dernière image avant l'impact.
Image composite de la surface.
La sonde spatiale Hera est lancée le 7 octobre 2024 par une Falcon 9.
La sonde spatiale circule initialement sur une orbite héliocentrique de 2,27 × 1,01 UA avec une inclinaison orbitale de 2,3 degrés et une apogée située entre les planètes Mars et Jupiter.
Après une première correction de trajectoire qui a lieu deux à trois semaines après le lancement, la sonde spatiale passera en mars 2025 à 6 000 kilomètres de la planète Mars pour effectuer une manœuvre d’assistance gravitationnelle permettant d'optimiser sa trajectoire. Durant ce survol elle passera à environ 1 000 kilomètres de la lune martienne Déimos et utilisera certains de ses instruments pour collecter des données sur ces deux corps célestes. Une deuxième correction de trajectoire sera effectuée en janvier 2026.
HERA
SOLEIL
MARS
TERRE
DIDYMOS
Phase de recueil des données
Les premières investigations débutent après l'insertion en orbite et durent environ 6 semaines. La trajectoire de la sonde spatiale décrit des arcs hyperboliques à une distance comprise entre 20 et 30 kilomètres du système binaire.
Ses investigations portent sur la forme générale des astéroïdes, leur masse et leur champ gravitationnel ainsi que sur leurs propriétés thermiques et dynamiques.
Au cours de la deuxième phase, d'une durée de deux semaines, Hera déploie les deux CubeSats Juventas et Milani et sert de support pour les premières opérations menées par ceux-ci. L'engin spatial reste sur la même orbite que dans la phase précédente.
Les deux CubeSats sont utilisés pour réaliser des mesures plus précises grâce à une altitude moins élevée que leur vaisseau-mère. Juventus, qui emporte un radar, doit effectuer la première analyse de la structure interne d'un astéroïde à l'aide de ce type d'instrument. De son côté, le CubeSat Milani doit effectuer des mesures spectrales de la surface de Dimorphos ainsi qu'une analyse de la poussière en suspension autour de cet astéroïde.
Hera, la guerre des astéroïdes | L'Europe dans l'espace
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"Limiter notre attention aux questions terrestres serait limiter l'esprit humain."
Stephen Hawking