Des sondes internationales à la rencontre de l’astéroïde Apophis
Le 13 avril 2029, l’astéroïde Apophis passera plus près de la Terre que les orbites de certains satellites. Si l’astéroïde frappait la Terre, l’énergie de la collision équivaudrait à peu près à celle de 1 000 des bombes nucléaires les plus puissantes. Heureusement, l’orbite d’Apophis évitera la Terre, mais c’est l’occasion unique d’observer de près un astéroïde géocroiseur. Plusieurs missions spatiales vont aller à la rencontre d’Apophis.
L’astéroïde géocroiseur 99942 Apophis, nommé d’après le serpent maléfique de l’Égypte ancienne, est le seul astéroïde à avoir brièvement atteint le niveau 4 dans l’échelle des risques d’impact de Turin [lire cet article] peu de temps après sa découverte en 2004. Les astronomes avaient initialement prédit deux possibilités d’impact avec la Terre en 2029 et 2036. À la suite de plusieurs observations en 2021, le risque de tout impact terrestre pendant au moins 100 ans a été levé.
Ce NEA (Neart-Earth Asteroïd), dont le diamètre est estimé à environ 350 m, soit l’équivalent à la longueur de trois terrains de football, présente toujours un intérêt exceptionnel pour ses rencontres rapprochées répétées avec la Terre, notamment celle du 13 avril 2029, où il passera à 31 600 km au-dessus de la surface de la Terre et deviendra facilement visible à l’œil nu. Il devrait arriver sur une trajectoire qui rend toute collision hautement improbable avec des satellites en orbite géostationnaire.
Pourquoi envoyer des sondes spatiales pour observer Apophis ?
Les astéroïdes sont des indices sur le passé du Système Solaire, comment les planètes dont la Terre, se sont formées et ont évolué. Mais la plupart sont trop petits et trop éloignés pour être étudiés en détail depuis le sol terrestre. En envoyant une sonde, les scientifiques pourront cartographier Apophis à l’échelle millimétrique et mesurer plus précisément sa composition chimique.
Pendant le survol, de fortes forces de marée mettront l’astéroïde à rude épreuve et révéleront probablement de nouveaux matériaux sous la surface. Une sonde proche d’Apophis pourrait observer ces changements et renseigner sur la composition et la structure de l’astéroïde, ainsi que sur la façon dont un astéroïde réagit aux forces externes.
De plus, les astéroïdes sont une menace majeure à la vie sur Terre lorsqu’ils croisent l’orbite terrestre. Les informations recueillies par des sondes spatiales aideront les scientifiques à comprendre les forces qui façonnent les orbites des astéroïdes, améliorant ainsi les prédictions d’orbite de ces NEA.
Une meilleure connaissance des propriétés des astéroïdes permettra un jour de faire sortir un astéroïde dangereux d’une trajectoire de collision avec la Terre.
Le survol de la Terre d’Apophis en 2029 offre une opportunité particulièrement unique. Une rencontre aussi proche avec un astéroïde aussi gros qu’Apophis ne se produit en moyenne qu’une fois tous les 5 000 à 10 000 ans.
Plusieurs agences spatiales ont prévu d’envoyer leur sonde à la rencontre d’Apophis et il y aura peut-être des misisons privées.
Ramses, la mission européenne
L’agence spatiale européenne a commencé l’étude d’une sonde pour survoler Apophis : Ramses. Ramses, acronyme de Rapid Apophis Mission for Space Safety (mission rapide pour la sécurité spatiale) est basée sur une adaptation de la première mission de défense planétaire européenne : Hera.
Ramses doit être lancé début 2028 afin d’arriver à Apophis à temps pour l’étudier lors de son passage sur Terre. Les États membres de l’ESA ont débloqué en juillet 2024 les fonds pour les travaux préparatoires à la mission. La mission doit être confirmée lors de la prochaine réunion du Conseil ministériel en novembre 2025. C’est OHB Italie qui est en charge de l’étude de faisabilité.
Ramses déploiera 2 cubesats sur l’astéroïde pour maximiser le retour scientifique de ce phénomène naturel rare.
L’entreprise italienne Tyvak International dirige le développement du premier CubeSat, en s’appuyant sur son expérience dans le développement du cubesat Milani CubeSat embarqué sur Hera. Ce cubesat pour Ramses combine a plateforme et l’analyseur de poussière de Milani avec l’instrument radar basse fréquence de Juventas, l’autre cubesat embarqué sur Hera.
L’analyseur de poussière examinera la matière qui pourrait être libérée de la surface d’Apophis par des phénomènes tels que les glissements de terrain, tandis que l’instrument radar permettra une étude détaillée de la structure interne d’Apophis.
Un second cubesat sera fourni par l’entreprise espagnole Emxys. Il sera déployé lorsque le vaisseau spatial principal sera situé à quelques kilomètres d’Apophis. Le cubesat doit étudier la forme et les propriétés géologiques de l’astéroïde et effectuera une manœuvre d’approche autonome avant de tenter d’atterrir à la surface. Si l’atterrissage réussit, il mesurera également l’activité sismique de l’astéroïde.
Le 27 août, l’ESA a annoncé que l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) a demandé un financement officielle au gouvernement japonais pour participer à la mission Ramses. Les contributions de la JAXA à Ramsès comprendraient la fourniture des panneaux solaires et de l’imageur infrarouge de la sonde ainsi qu’un lancement en covoiturage sur le lanceur japonais H3.
Un essaim de cubesat chinois ?
Des scientifiques chinois proposent la mission baptisée Apophis Recon Swarm (ARS). Elle est basée sur un essaim (swarm en anglais) de cubesats pour plusieurs survols pour étudier les caractéristiques physiques et internes de l’astéroïde.
Le concept ARS implique une stratégie de lancement à réponse rapide utilisant plusieurs cubesats, déployés ensemble ou faisant de « l’auto-stop » comme charges utiles secondaires sur d’autres missions. Ces satellites compacts seraient équipés d’instruments avancés pour l’imagerie multispectrale, la cartographie stéréo des surfaces, la mesure du champ gravitationnel par micro-ondes et potentiellement d’autres charges utiles scientifiques.
À ce stade, la mission chinoise n’est pas encore formellement validée, mais l’intérêt scientifique et stratégique est important. Plusieurs grandes universités chinoises et instituts de recherche sont associés à la proposition, et le projet bénéficie d’un fort potentiel de soutien national.
La Chine a déjà réalisé le survol de l’astéroïde 4179 Toutatis par la mission Chang’e-2 en 2012 lors de l »extension de la mission. Elle a lancé en mai dernier la mission Tianwen-2 à destination de l’astéroïde Kamo’oalewa.
Osiris-Apex, la mission américaine menacée
OSIRIS-APEX est une extension de la mission OSIRIS-REx de la NASA qui a étudié l’astéroïde Bennu et a ramené sur Terre des échantillons de sa surface en 2023. Comme la sonde avait encore du carburant à bord, la NASA a choisi de réaffecter la mission pour une rencontre avec Apophis, renommant la mission en OSIRIS-APEX pour OSIRIS-APophis EXplorer.
Apex doit rattraper Apophis peu de temps après son survol de la Terre et l’étudier pendant environ 18 mois. L’accent sera particulièrement mis sur la mesure de la manière dont le rayonnement thermique d’Apophis affecte sa trajectoire. Ce phénomène, appelé l’effet Yarkovski, reste un obstacle majeur à la prédiction des astéroïdes susceptibles d’impacter la Terre.
Toutefois, lors de la proposition de budget de la NASA pour 2026 de la Maison Blanche, la mission est annulée, sans autre justification que « Les missions opérationnelles qui ont terminé leurs missions principales (New Horizons et Juno) et la mission de suivi d’OSIRIX-REx, OSIRIS-Apophis Explorer, sont annulées. » Beaucoup de personnes s’étonnent de cette décision car les fonds de fonctionnement nécessaires pour maintenir la mission en vie en 2024, par exemple, s’élevaient à 14,5 millions de dollars. Les coûts annuels seraient similaires jusqu’à la fin de la décennie. Cela représente moins d’un millième du budget de la NASA [source].
D’autres concepts de mission pour aller étudier Apophis ont déjà été rejetés. À moins que la mission JANUS, pilotée par l’Université du Colorado et Lockheed Martin, soit relancée. JANUS était au départ 2 sondes conçues pour l’étude des astéroïdes binaires. Le lancement des sondes était initialement prévu en 2022, en tant que charge utile secondaire de la mission Psyche. Cependant, le report du lancement de Psyche a rendu la trajectoire initiale non viable et les 2 sondes ont été mises en stockage prolongé. Une relance du projet ne coûterait moins cher que le développement d’un nouveau projet.
Des missions privées américaines ?
L’entreprise américaine ExLabs propose l’envoi d’une sonde, ApophisExL, en avril 2028 pour un rendez-vous avec Apophis avant le survol de la Terre.
La sonde embarquerait des charges utiles provenant de partenaires commerciaux internationaux et d’agences spatiales mondiales selon l’entreprise. La mission doit fournir des données sur la structure interne d’Apophis, sa composition, sa cohésion, et sa réponse aux forces gravitationnelles lors du survol proche de la Terre.
Au cours de la mission, ExLabs a l’intention de déposer trois cubesats en orbite autour d’Apophis. Le vol est également conçu pour valider les systèmes et les logiciels des futures campagnes visant à capturer et à déplacer des astéroïdes proches de la Terre sur des orbites stables pour l’acquisition de ressources. La plateforme Arachne d’ExLabs est conçue pour capturer et transporter des objets non coopératifs.
Blue Origin a proposé en 2024 un concept de mission utilisant sa plateforme polyvalente Blue Ring pour explorer l’astéroïde Apophis. Blue Ring pourrait rencontrer Apophis quelques mois avant son survol rapproché de la Terre en 2029. Blue Ring peut transporter jusqu’à 13 charges utiles qui déploieraient des instruments ou d’autres sondes pour étudier Apophis en détail avant, pendant et après la rencontre.
Les deux premières unités de vol Blue Ring sont déjà entièrement financées par Blue Origin, avec plusieurs vols prévus avant la mission Apophis pour réduire les risques techniques. Cette mission est considérée comme une opportunité de réponse rapide pour recueillir des données scientifiques détaillées sur les caractéristiques physiques et dynamiques d’Apophis, contribuant ainsi à l’évaluation des risques d’impact d’astéroïdes et aux stratégies de défense planétaire.
Destiny+ du Japon pourrait survoler Apophis
L’agence spatiale japonaise JAXA développe actuellement une mission nommée Destiny+ (Demonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage with Phaethon fLyby and dUst Science) dont l’objectif principal est de voler vers un astéroïde nommé 3200 Phaeton. Ce corps céleste est à l’origine d’un nuage de poussière en orbite autour du Soleil, qui fait pleuvoir une pluie de météores, appelés les Géminides, sur Terre chaque mois de décembre. Avec une distance d’approche minimale d’environ 21 millions de kilomètres, Phaéton se rapproche plus du Soleil que la planète Mercure et sa surface se réchauffe jusqu’à une température de plus de 700°C, ce qui amène le corps céleste à libérer davantage de particules de poussière. Le but du Destiny+ est d’étudier ces particules de poussière cosmique et de déterminer si l’arrivée de particules de poussière extraterrestres sur Terre a pu jouer un rôle dans la création de la vie sur notre planète.
La mission a été retardée à plusieurs reprises. Son lancement est désormais programmé pour 2028 et la trajectoire de la sonde pourrait permettre un seul survol d’Apophis en février 2029. On ne sait pas à ce jour à quelle distance Destiny+ se rapprochera réellement d’Apophis.
A suivre…
L’une des sources pour cet article : Apophis par l’ESA et Ramses
