Le 5 avril 2019, la sonde spatiale japonaise Hayabusa 2 a largué un impacteur sur l'astéroïde Ryugu, produisant un cratère d'une taille inattendue. Grâce à l'utilisation de simulations, une équipe de chercheurs a récemment réussi à tirer de nouvelles informations de cette expérience concernant la formation et le développement des astéroïdes. Ces informations sont également importantes pour la mission Dart.
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HayabusaHayabusa 2 a été développée par l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (Jaxa) afin d'étudier l'histoire de l'astéroïde (162173) Ryugu(162173) Ryugu. La sonde spatiale a collecté des échantillons de ce petit corps et les a renvoyés sur Terre pour analyse en laboratoire. Sous la direction de Martin Jutzi et Sabina Raducan, participants au projet travaillant au Département de recherche spatiale et de planétologie (WP) de l'Institut de physique de l'université de Berne et membres du Pôle de recherche national PlanetS (tous deux en Suisse), l'équipe a présenté de nouvelles découvertes sur la formation et le développement des astéroïdes dans une étude récemment publiée dans Nature Communications.
Mieux comprendre le développement des cratères aide à dater les astéroïdes
Lors de la mission spatiale Hayabusa 2, pour explorer les caractéristiques de l'astéroïde, un petit impacteur, le Small Carry-on Impactor, a été tiré à la surface de Ryugu. « Le cratère créé par l'impact fut beaucoup plus grand que prévu. Nous avons donc essayé de reproduire les résultats de l'impact sur Ryugu à l'aide de simulations, pour déterminer le type de caractéristiques que le matériau doit avoir à la surface de l'astéroïde », explique Martin Jutzi.
La nature et la taille d'un cratère d'impact sur un astéroïde sont influencées d'une part, via les caractéristiques spécifiques du projectile et d'autre part, par les caractéristiques de l'astéroïde, comme sa résistancerésistance aux contraintes ou sa gravité par exemple. « La taille et la nature du cratère résultant de l'impact peuvent conduire à un diagnosticdiagnostic direct des caractéristiques matérielles et de la structure proche de la surface de l'astéroïde », précise Martin Jutzi. L'étude du processus de formation des cratères a donc des implications importantes pour la compréhension du développement géologique et géophysique des astéroïdes.
« Jusqu'à présent, la manière dont la formation des cratères fonctionne à faible gravité est restée largement inexplorée. En effet, les conditions de l'impact ne peuvent pas être simulées dans des expériences de laboratoire sur Terre », explique Sabina Raducan. Les chercheurs ont montré que l'astéroïde a probablement une structure interne très lâche et n'est maintenu que par de très petites forces de cohésion et interactions gravitationnelles. « Sur la base de ces conditions, nous sommes en mesure d'utiliser nos simulations numériquessimulations numériques pour reproduire le résultat de l'impact sur Ryugu », poursuit Sabina Raducan.
Les relations entre les caractéristiques du projectile et la taille du cratère issues des résultats indiquent que la surface des petits astéroïdes doit être très jeune. « Nos résultats montrent également qu'une faible cohésion peut avoir un impact significatif sur la formation de cratères. Sur Ryugu, il existe diverses unités géologiques de surface qui ont des âges différents. Cela est peut-être attribuable à l'influence de la cohésion », ajoute Martin Jutzi.
Des résultats importants pour Dart
Les travaux de Martin Jutzi et Sabina Raducan sont également importants pour la mission « Double Asteroid Redirection Test » (DartDart) de la Nasa, à laquelle les scientifiques participent également. Dart est le premier test complet au monde concernant la défense planétaire contre l'impact possible d'astéroïdes sur Terre. Le 27 septembre 2022, la sonde spatiale Dart a percuté l'astéroïde Dimorphos pour dévier l'astéroïde de son orbite. « Les résultats des simulations d'impact sur Ryugu aident également à analyser les résultats de la mission Dart », explique Jutzi. « Nous travaillons sur l'applicationapplication à Dart des modèles nouvellement développés afin de mieux comprendre les caractéristiques de Dimorphos. Nos simulations initiales semblent très prometteuses », conclut Raducan.
