CNES Mag n°52 jan/fév/mar 2012
CNES Mag n°52 jan/fév/mar 2012
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°52 de jan/fév/mar 2012

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Centre National d'Études Spatiales

  • Format : (210 x 280) mm

  • Nombre de pages : 76

  • Taille du fichier PDF : 14 Mo

  • Dans ce numéro : l'innovation Pléiades.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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J société Society 7 novembre 2011 : image radar de l’astéroïde 2005 YU55 prise par la Nasa. 7 November 2011 : radar image of asteroid 2005 YU55 acquired by NASA. 27 millions de tonnes. Il suit une orbite proche de celle de la Terre, accomplissant une révolution autour du Soleil en un peu moins de onze mois, son périhélie (point le plus proche du Soleil) étant au niveau de l’orbite de Vénus. En 2029 à 40 000 km de la Terre Du fait de sa trajectoire, Apophis est à surveiller de près. Au sein du Copuos (Committee on the Peaceful Uses of Outer Space), comité des Nations unies, il existe un groupe de travail Météorologie de l’espace, astéroïdes et géocroiseurs, dans lequel Jean-Yves Prado du CNES représente la France. « L’intérêt international pour la prise en compte par les agences spatiales des risques liés aux géocroiseurs ne fait que croître. Le programme Space Situational Awareness de l’Esa, dans lequel le CNES est partie prenante, comporte d’ailleurs un volet consacré aux géocroiseurs. » Et de poursuivre : « Le passage d’Apophis près de la Terre, le 13 avril 2029, est une opportunité unique de mieux connaître la structure interne d’un astéroïde et peut donner lieu à la mise en place de projets sol et spatiaux coordonnés, à l’image de ce qui a été organisé lors de la visite de la comète de Halley, en 1986. » Au-delà de la compréhension des mécanismes de formation des planètes par accrétion de ces petits corps, le cas d’Apophis invite la communauté scientifique et les agences spatiales à se lancer dans de superbes calculs de trajectoires. Il s’agit de déterminer la géométrie du passage de 2029 et l’évaluation des risques de collision dans un avenir plus ou moins éloigné. La précision de l’estimation de l’altitude du passage de 2029 n’est aujourd’hui que de plusieurs centaines de kilomètres. Stimulante coopération et compétition en perspective entre équipes de navigateurs célestes. Comment dévier sa trajectoire ? « On en saura plus à partir de 2029, ce qui ne nous empêche pas de réfléchir à différentes méthodes de déviation d’astéroïdes ! » Et d’insister : « L’astéroïde, c’est la seule catastrophe naturelle sur laquelle on peut agir à la source, en le déviant. Et un impact d’Apophis représenterait l’équivalent de 200 porte-avions nucléaires lancés à 45000 km/h ! » Plusieurs scénarios pour éviter un impact sont envisagés. Des scientifiques français travaillent sur un projet sélectionné dans le 7 e programme-cadre de la Commission européenne, dont l’objectif est d’analyser et de trier les différentes méthodes de déviation d’astéroïdes déjà publiées. La question de la déviation a inspiré pléthore de scientifiques et d’ingénieurs. De nombreuses propositions sont à l’étude. Il y a la méthode « brutale », où une bombe nucléaire explose à proximité. L’onde de choc impulse une infime poussée à l’astéroïde. La technologie existe, mais cette Outer Space (COPUOS) hosts a working group on space weather, asteroids and NEOs in which Jean- Yves Prado from CNES represents France. « International pressure for space agencies to address NEO hazards is constantly mounting. CNES is participating in ESA’s Space Situational Awareness programme, which includes NEOs. Apophis’s fly-by on 13 April 2029 is a unique chance to investigate the internal structure of an asteroid and may give rise to coordinated ground- and space-based projects, like those for Halley’s Comet in 1986. » Apophis is not just a case study to help understand how planets formfrom the accretion of such small bodies, but is motivating scientists and space agencies to calculate trajectories, as they need to determine the geometry of the fly-by in 2029 and assess the risk of collision in the future. The accuracy of the estimated altitude of Apophis in 2029 is of several hundred kilometres, promising a stimulating mixture of cooperation and competition between navigators. Asteroid deflection « We’ll know more in 2029, but that doesn’t stop us thinking about how to deflect an asteroid, » explains Prado, who points out that « an asteroid is the only natural disaster we can actually do something about by knocking it off course. An impact by Apophis would be the equivalent of 200 nuclear aircraft carriers travelling at 45,000 kilometres an hour ! » Several collision-avoidance scenarios have been envisioned. French scientists are working on a project shortlisted for the European Commission’s Seventh Framework Programme and designed to analyse and assess the various asteroid deflection methods already in the literature. The subject of asteroid deflection has inspired a multitude of scientists and engineers and many inventive solutions have been put forward. The most « brutal » method entails exploding a nuclear bombin the asteroid’s vicinity. Its shockwave would give the asteroid a tiny push. Technologically viable, this approach breaks international rules on the use of weapons in space. The UN would have to agree to its use. Hardly less brutal, an impactor launched at the asteroid would increase its velocity—assuming it did not split it in two—and therefore change its orbit. There is a broad range of « gentler » methods, but they need to be active for several years to be effective. They include a gravitational tractor based on the attraction between two objects. Others consist of quickly expelling the asteroid’s masseither mechanically or by heat. The gentlest method would be to counter the Yarkovsky effect by keeping the asteroid in the Sun’s shadow with a fleet of solar sails. « The asteroid is dark and absorbs heat. If we keep it in the shade, it will cool down and change course. This effect, demonstrated by Apophis following observations from the Pic du Midi de Bigorre in the Pyrenees in March 2011, results in a difference of several hundred kilometres in around a decade, » explains Jean-Yves Prado. 54/cnesmag JANVEIR 2012
J Society société approche enfreint les règles internationales interdisant l’utilisation d’armes dans l’espace. Son utilisation éventuelle devrait faire l’objet d’une autorisation des Nations unies. À peine moins brutal, un impacteur lancé à la rencontre de l’astéroïde lui communiquerait un incrément vitesse (à condition de ne pas le traverser de part en part), et donc modifierait son orbite. Enfin toute une panoplie de méthodes « douces » existe. Leur inconvénient : plusieurs années seraient nécessaires pour que l’opération soit efficace. Dans cette catégorie, le tracteur gravitationnel utilise le principe d’attirance gravitationnelle de deux objets. D’autres façons de procéder consistent à expulser à grande vitesse la masse de l’astéroïde, thermiquement ou mécaniquement. La plus douce consisterait donc à jouer sur un effet thermique (effet Yarkovsky) jusqu’à l’annuler en maintenant l’astéroïde à l’ombre du Soleil grâce à une flottille de voiles solaires. « L’astéroïde est sombre, il accumule beaucoup de chaleur. Si on le met à l’ombre, il se refroidit et sa trajectoire s’en trouve modifiée. Cet effet, mis en évidence sur Apophis à la suite d’observations effectuées en particulier au pic du Midi de Bigorre en mars 2011, correspond à un écart de plusieurs centaines de kilomètres en une dizaine d’années », explique Jean-Yves Prado. Mais patience, attendons le 14 avril 2029 pour savoir si une déviation d’Apophis sera nécessaire… Le CNES et Apophis Lors de son passage près de la Terre, le 13 avril 2029, Apophis sera soumis à l’attraction gravitationnelle de celle-ci. Cette attraction sera légèrement plus forte sur la partie dirigée vers la Terre que sur la partie la plus éloignée. Un réseau d’instruments ultrasensibles déposé à la surface d’Apophis pourrait alors enregistrer des « bruits » provenant de déformations de la partie interne de l’astéroïde. L’analyse de ces données permettrait d’en caractériser la structure interne, information essentielle pour éventuellement préparer un jour une mission de déviation. Le démarrage d’une étude de phase 0 de mission de ce type est prévu début 2012 au Paso (plateau d'architecture des systèmes orbitaux du CNES). Son scénario pour le début de cette étude consiste à lancer un module composite de transfert et atterrisseur en mai 2028, qui rejoindrait Apophis en février 2029. Après quelques semaines d’observation, un réseau d’instruments sismiques serait déposé à sa surface de manière à être pleinement opérationnel lors de son passage au plus près de la Terre. CNES and Apophis When it flies by the Earth on 13 April 2029, Apophis will be subjected to the pull of gravity. This gravitational attraction will be a bit stronger on its near-Earth side. A network of ultrasensitive instruments on the asteroid’s surface could record the sounds caused by the internal structure’s deformations. These data could then be analysed to characterize its structure, vital information should it be necessary to deflect the asteroid in the future. A conceptual study phase for this kind of mission is scheduled to kick off in early 2012 at CNES’s PASO orbital systems architecture department. The baseline scenario to start the study is to launch a combined transfer module and lander in May 2028 designed to reach Apophis in February 2029. After a few weeks of observation, a network of seismic measuring instruments would be left on its surface to be fully operational during the asteroid’s fly-by of Earth. Illustration d’une voile solaire. Artist’s impression of a solar sail. 7 mars 2011 : observation d’Apophis depuis le pic du Midi de Bigorre. 7 March 2011 : Apophis observed from the Pic du Midi observatory in the Pyrenees. JANVIER 2012 cnesmag/55



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