Double Asteroid Redirection Test

Les astéroïdes représentent une menace statistiquement faible pour l'humanité mais si l'un d'eux vient frapper la Terre, son impact peut être particulièrement dévastateur. Parmi les méthodes qui peuvent être utilisées pour écarter ce danger, figure le recours à un engin de type impacteur chargé de dévier la trajectoire de l'astéroïde en lui communiquant une force cinétique. Une mission de ce type est initialement développée en 2015 avec l'Agence spatiale européenne (la mission AIDA comprend deux engins spatiaux : l'impacteur DART développé par la NASA et un satellite observateur AIM (Asteroid Impact Monitoring) développé par l'ESA et chargé d'analyser les effets de l'impact). En décembre 2016, l'Agence spatiale européenne décide d'abandonner le projet. La NASA décide de poursuivre le développement de DART. Dans ce nouveau scénario, le rôle rempli par AIM est repris par des observatoires terrestres[2].

La mission doit permettre de valider les effets d'un impact sur un astéroïde qui sont difficiles à reproduire en laboratoire. Les objectifs technologiques de la mission sont les suivants[3]  :

• Mesurer le changement d'orbite de l'astéroïde avec une précision de 10%.
• Fournir des images à haute résolution de la cible avant l'impact.
• Mettre en œuvre un système de guidage autonome permettant de frapper une cible de 150 mètres de diamètre en son centre.

La cible : l'astéroïde Didymos

L’astéroïde (65803) Didymos est, en octobre 2014, un des 158 systèmes astéroïdaux identifiés dans le Système solaire[4]. Didymos est un astéroïde géocroiseur de type Apollon avec un périapside légèrement inférieur à l'apogée terrestre. Il est composé d'un corps primaire de 750 mètres de diamètre dont la période de rotation est de 2,3 heures et d'un corps secondaire nommé Dimorphos. Ce dernier, d'un diamètre de 170 mètres, est en orbite autour du primaire à une distance de 1,2 km avec une période de 12 heures[5].

L'effet de l'impact sur la trajectoire de l’astéroïde est très faible et donc difficile à mesurer sur un astéroïde isolé. Un astéroïde double comme Didymos présente l'avantage de fournir deux points de référence ce qui permet de mieux mesurer le résultat de l'impact. Par ailleurs, Didymos passe non loin de la Terre en 2022 ce qui permet de mesurer et d'observer des données complémentaires depuis le sol. Didymos est un astéroïde de type S représentatif des astéroïdes susceptibles de représenter un risque pour la Terre[3].

Schéma du satellite vu sous deux angles avec les panneaux solaires non déroulés (cylindres blancs).

DART est un engin d'environ 500 kg conçu pour dévier la trajectoire de l'astéroïde de manière mesurable. Sa conception est confiée à l'Applied Physics Laboratory de l'université Johns-Hopkins avec le soutien du centre de vol spatial Marshall, de la NASA. DART est réalisé à partir de composants déjà utilisés sur des engins spatiaux lancés précédemment ou d'éléments achetés en magasin. Il utilise un moteur ionique NEXT, successeur du propulseur utilisé par la sonde spatiale Dawn. L'engin spatial équipé d'une caméra DRACO (Didymos Reconnaissance and Asteroid Camera for OpNav) dérivée de la caméra LORRI qui équipe la sonde spatiale New Horizons. Celle-ci doit permettre d'effectuer une navigation de précision permettant de percuter la cible de 150 mètres de diamètre alors que l'engin spatial progresse à une vitesse relative de 6 km/s. La navigation très précise pour permettre l'impact est réalisée à l'aide d'un logiciel SMART Nav développé pour répondre à ce besoin. Le logiciel est capable de déterminer la trajectoire idéale pour économiser les ergols[6].

Le lancement de la mission est prévu pour juillet 2021. Selon le cas, le satellite est placé directement sur une orbite haute ou utilisera sa propulsion ionique pour se hisser sur une orbite héliocentrique. Cette phase dure au maximum 9 mois. Au cours des 7 mois suivants, la sonde est en transit et utilise cette période pour étalonner ses capteurs en survolant un astéroïde. Deux mois avant l'impact, DART détecte sa cible et affine sa trajectoire. Trois heures avant l'impact, alors que la cible est à 176 000 km, elle effectue un inventaire des objets présents près de la cible. La trajectoire définitive est figée 90 minutes avant la collision alors que l'astéroïde se trouve à 38 000 km de Didymos. L'impact a lieu vers octobre 2022 à une vitesse relative de 6 km/s. Ses résultats sont analysés par des observatoires terrestres[6].

Déroulement de l'impact.